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完整结构相关的资讯

  • 意大利通过X射线衍射、电子探针等技术首次获得白磷钙矿结构完整表征
    意大利国家研究委员会晶体学研究所(CNR-IC)与罗马一大、罗马三大以及英国ISIS脉冲介子和中子源合作开展了一项研究,详细分析了白磷钙矿(whitlockite)的结构,并首次获得完整表征,这一研究也将有助于改进生物医学材料的性能。相关论文发表在《Crystals》上。白磷钙矿是一种稀有的天然磷酸钙,存在于陆地花岗岩岩石和球粒陨石中,可作为合成磷酸三钙的天然替代物。合成磷酸三钙是一种生物材料,用于骨科和牙科领域的填料和涂料。合成磷酸三钙是合成羟基磷灰石的替代品,后者与人类骨骼与牙齿的矿物质成分非常相似,但在某些情况下(例如用作骨假体)表现得很脆弱。研究人员在通过X射线衍射对白磷钙矿进行初步分析,利用中子衍射氢原子进行定位,使用电子探针以确认其化学成分,并使用红外光谱法对衍射结果进行补充。研究人员表示,基于对天然材料的研究,可以进一步改进与其类似的合成材料的性能,降低其脆弱性以及用作假体时的排斥风险,从而改善假体的安全性及整体表现,更好地应用于生物医学等领域。
  • Nature!首个Y染色体完整测序结果发布
    随着两篇最新研究论文在顶尖学术期刊《自然》正式上线,人类Y染色体的完整序列终于展现在世人面前。这条染色体是人类的性别决定染色体之一,也是人类46条染色体中最后一条完全解码的染色体。▲人类Y染色体是人类基因组中最后一条得到完整测序的染色体(图片来源:参考资料[3];Credit:Darryl Leja, National Human Genome Research Institute)2022年,在国际科研团队“端粒到端粒”联盟(T2T)的通力合作下,最新版的人类参考基因组(被命名为T2T-CHM13)问世,包括所有22条常染色体和X染色体的“无缝组装”,含有30.55亿对碱基。这份参考基因组达到了前所未有的完整程度,解开了染色体着丝粒等结构复杂的区域。然而,人类参考基因组中的Y染色体,仍有一大半序列是缺失的。Y染色体成为人类基因组的最后谜团,与其重复结构的异常复杂有关。所有染色体都有一些重复序列,但在Y染色体中,重复序列所占的篇幅特别大,将近一半——约3000万个碱基是重复序列,因此要把测序读取到的片段重新拼装起来就特别困难。玩过拼图的朋友知道,缺乏线条的纯色图案最具挑战。为了解决这一难题,T2T联盟领导的这项新研究应用了前沿的长读取测序技术和新型的计算组装方法,借鉴此前无缝组装人类其他染色体时的成功经验,首次完成了Y染色体的测序和组装。其结果填补了Y染色体长度50%以上的空白,同时纠正了原先人类参考基因组序列中Y染色体上的多个错误。▲全球100多名研究人员组成的团队对人类Y染色体进行了全面测序“最大的惊喜是,那些重复序列是如此有序。”论文通讯作者、T2T联盟的联合主席Adam Phillippy博士在美国国立卫生研究院(NIH)的新闻稿中指出,“过去我们不知道缺失的序列是如何组成的,有可能非常混乱。但事实相反,染色体中近一半由两段特定的重复序列——即‘卫星DNA’——交替组成,构成了拼布一般的图案。”根据此次获得的完整序列(T2T-Y),人类的Y染色体由62,460,029对碱基组成。科学家们从中新鉴定出了41个过去未知的蛋白编码基因,也揭示了影响生育的重要基因组特征。▲一条人类Y染色体的完整序列(图片来源:参考资料[1])例如,Y染色体有一段被称为“无精子症因子区”,包含了与精子生成有关的几个基因。而这段DNA中有一组回文序列。这种回文结构会形成环状结构(DNA loop),有时DNA环被意外切断,造成缺失。而“无精子症因子区”的DNA缺失会破坏精子生成,导致不育。研究人员指出,有了完整的Y染色体序列,现在就可以更精确地分析这类缺失及其对精子生成的影响。这项研究还重点关注了TSPY(testis-specific protein Y)基因家族,即睾丸特异性蛋白编码基因,新发现的41个基因中有38个属于这一家族。它们的一大特征是串联重复拷贝非常多。研究人员在分析这一区域时发现,不同的个体含有的TSPY拷贝10~40个不等。Y染色体不仅结构复杂,还是人类染色体中变化速度最快的染色体,《自然》同期发表的另一篇研究论文便揭示了Y染色体在不同人群中的演化和变异。研究团队一共组装了43条来自不同男性个体的Y染色体,他们来自全球21个不同种群。这些组合提供了人类Y染色体在18.3万年间遗传变异的详细视图,揭示了新的DNA序列、保守区域的特征,并揭示了造成Y染色体复杂结构的分子机制。图片来源:123RF完整的人类Y染色体序列将为许多新发现打开大门。除了与性别决定有关的特征外,Y染色体上的基因对人类的其他性状和疾病也有影响,比如癌症的患病风险和严重程度。基于Y染色体的完整序列,后续将有更多研究可以围绕影响癌症或其他疾病的临床相关基因深入探索。一些研究发现,拥有Y染色体的人随着年龄增长会丢失部分或全部Y染色体,但科学家们还没有完全弄清这种情况为什么会发生、可能产生哪些影响。现在,解开这一谜团将变得容易。在意料之外的领域,研究论文也提供了一个有趣的发现:在过去有些研究中被认为是细菌DNA的遗传物质实际上来自人类的Y染色体,也就是被人类样本污染的结果。因为这些细菌样本在采集时,通常提取自人类皮肤,而过去由于人类参考基因组中Y染色体的大部分序列都是缺失的,一些未能被正确识别的序列就被误以为是细菌的。研究人员指出,更新的序列数据有望对细菌基因组的研究提供帮助。
  • 首个完整无间隙人类基因组序列公布
    被誉为生命科学“登月计划”的人类基因组测序再次取得重大进展:国际科学团队端粒到端粒联盟(T2T)发表了第一个完整的、无间隙的人类基因组序列,首次揭示了高度相同的节段重复基因组区域及其在人类基因组中的变异。这是对标准人类参考基因组,即2013年发布的参考基因组序列(GRCh38)的“重大升级”。当地时间31日,《科学》杂志连发6篇论文报告这一成就。2001年2月12日,由6国科学家共同参与的国际人类基因组计划首次公布人类基因组图谱及初步分析结果;2003年4月15日,公布了人类基因组序列草图。然而由于技术限制,当初的人类基因组计划留下了大约8%的“空白”间隙。这部分很难被测序,由高度重复、复杂的DNA块组成,其中包含功能基因以及位于染色体中间和末端的着丝粒和端粒。新的无间隙版本被称为T2T-CHM13,由30.55亿个碱基对和19969个蛋白质编码基因组成。增加了近2亿个碱基对的新DNA序列,包括99个可能编码蛋白质的基因和其中近2000个需要进一步研究的候选基因。这些候选基因大多数是失活的,但其中115个仍然可能表达。团队还在人类基因组中发现了大约200万个额外的变异,其中622个出现在与医学相关的基因中。此外,新序列还纠正了GRCh38中的数千个结构错误。具体而言,新序列填补的空白包括人类5条染色体的整个短臂,并覆盖了基因组中一些最复杂的区域。其中包括在重要的染色体结构中及其周围发现的高度重复的DNA序列,如染色体末端的端粒和在细胞分裂过程中协调复制染色体分离的着丝粒。新序列还揭示了以前未被发现的节段重复,即在基因组中复制的长DNA片段,已知其在进化和疾病中发挥重要作用。新序列还在识别和解释遗传变异方面具有重要改进,并揭示了关于着丝粒周围区域的前所未见的细节。这一区域内的变异性可能为人类祖先如何进化提供新证据。研究人员称,这一完整的、无间隙的序列对于了解人类基因组变异的全谱和了解某些疾病的遗传贡献至关重要。研究人员表示,下一阶段的研究将对不同人的基因组进行测序,以充分掌握人类基因的多样性、作用以及我们与近亲、其它灵长类动物的关系。【总编辑圈点】基因组的某些区域,其实是一遍又一遍的重复,这些重复区域包括细胞分裂中一些极其关键的部分,也包括可能帮助物种适应的新基因。在过去,所有这些重复使得科学家无法以正确的顺序“组装碎片”——就像高难度的、几乎每一块都相同的拼图,而人们不知道其中哪一块该放在哪,就在基因组图谱上留下了巨大空白。现在的最新成果不再有任何隐藏或未知的部分,或者也可以说,一个全新的基因宝库正在全人类面前徐徐打开。
  • 非变性质谱在生物制药完整蛋白分析中的应用
    p  何为非变性质谱?就是选用温和的溶液体系及质谱条件,使蛋白保持在非变性状态下被分析。听到这,有些小伙伴可能会一头雾水:师兄师姐教我处理蛋白质样品的时候,第一步就是要变性啊,怎么现在又不要变性了?/pp  在通常的蛋白质相关分析中,为了破坏蛋白质的三维立体空间结构,便于酶解等操作,会通过加热或是加入高浓度的变性试剂(如尿素、盐酸胍等),使蛋白质变性 另外,对于常用的分离手段——反相色谱来讲,其流动相的酸性pH条件与高有机相同样也会使蛋白质变性。当需要对蛋白质中的非共价结合进行研究时,为了避免非共价结合被强烈的变性条件所破坏,则需在非变性的液相-色谱条件下(通常为50mM醋酸铵,pH=7的中性体系)进行研究 另外,对于组成较为复杂的蛋白样品,在非变性条件下分析时,由于体系中质子数减少,所以蛋白电荷态数目也会相应减少,电荷态之间的相互重叠度也会下降,进而减少复杂组分之间的相互影响,从而能够得到复杂蛋白样品中每个组分的分子量信息(图1)。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="图1_副本.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/56171fe8-be7c-4cc8-a672-814a9fe87e30.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center" strong图1/strong 同一样品分别于变性及非变性条件下进行分子量测定的原始谱图/pp  目前,strong非变性质谱技术主要应用在两个方面/strong:一是strong生物制药领域/strong,通过打开单克隆抗体链间二硫键后在Cys位点上偶联小分子药物(Cys-ADC)的完整分子量分析,此类药物的链间仅靠非共价力结合,故变性条件下各条链会分离,无法测得其完整状态的分子量 另一应用方向为strong研究蛋白质多聚体/strong,非变性条件下不仅可以保持各个亚基间的非共价相互作用,同时由于中性条件更接近生理状态,得到的结果更具意义。/pp  现在,非变性质谱与氢氘交换、X-ray衍射、核磁共振、冷冻电镜和cross-linking等技术联合使用、互为补充,已经越来越多的被应用在结构生物学、生物医药等领域的研究中。本期文章将会重点介绍非变性质谱在治疗性生物医药制品完整分子量测定中的研究,下期文章将会侧重介绍非变性质谱用于蛋白复合物的研究进展。/ppspan style="COLOR: #002060"strongOrbitrap超高分辨质谱:非变性质谱研究的理想平台/strong/span/pp  古人云:工欲善其事,必先利其器。要想研究做得好,趁手工具不可少!针对于非变性质谱研究中的需求,我们在Orbitrap质谱平台上对相关参数进行了优化,包括离子源区脱溶剂能量、质量范围的扩展以及高质荷比离子传输效率的优化等,使Orbitrap在固有的高分辨率、高质量精度及高灵敏度基础上,在非变性质谱领域也能有出色表现。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="图2_副本.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/caeec8f3-896f-4e02-a44a-84aae9ecd287.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"  strong图2/strong Orbitrap质谱平台用于非变性质谱分析/pp  上文中提到,在生物制药领域中,会通过分子工程设计,在单克隆抗体的特定氨基酸上通过化学反应,偶联上小分子治疗药物,通过单克隆抗体的靶向识别功能将小分子药物精确带至病变细胞处并释放,达到精确给药、减少毒副作用的目的,这类药物被称作抗体药物偶联物(Antibody Drug Conjugates,ADCs)。在这类药物中,通过将单抗链间二硫键打开从而在Cys位点上偶联药物的Cys-ADC,由于其链间仅靠非共价力结合,故需在非变性质谱条件下才能对其完整分子量进行测定(图3)。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="图3_副本.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/270ff8dd-d5c1-442b-baf1-f287fcb557b9.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center" strong 图3/strong Cys-ADC结构示意图/pp style="TEXT-ALIGN: center"  图4展示了使用非变性质谱平台对Cys-ADC进行完整分子量测量的结果。由图中不难发现,使用体积排阻色谱(SEC),可以将单克隆抗体与其他杂质分离开,而Orbitrap质谱平台能够得到基线分离、信噪比高的原始谱图。经数据处理软件解卷积处理后,可见偶联了0/2/4/6/8个小分子药物的簇峰分布,符合Cys-ADC的典型分布特征 解卷积后计算所得该ADC的药物/抗体比值(Drug to Antibody Ratio, DAR),与之前报道过的DAR值相符。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="图4_副本.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/b494de8a-6ac5-42cf-ad12-d84637e32bef.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"  strong图4 /strong使用非变性质谱平台对Cys-ADC进行完整分子量测量。/pp style="TEXT-ALIGN: center"  (上),原始色谱/质谱图 (下),解卷积后谱图。/pp  作为对照,在变性条件下也对同一个样品进行了分子量测定(图5),发现链间的非共价结合在强烈的变性条件下均被破坏,只能观察到部分ADC的分子量信息。该实验进一步说明了在非变性条件下对Cys-ADC进行分子量测定的必要性。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="图5_副本.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/46b85220-b769-47dc-b534-f92c93b56cff.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"  strong图5/strong 变性质谱条件下对Cys-ADC进行分子量测量。/pp style="TEXT-ALIGN: center"  (上),原始色谱/质谱图 (下),解卷积后谱图。/pp  对于常见的另外一种ADC——Lys-linked ADC,虽然其小分子药物与单克隆抗体是通过共价键相结合,但偶联上小分子药物后,ADC的复杂度大大增加,此时若在非变性条件下进行分子量测定,可以减少信号之间的干扰,得到更加准确的测量结果(图6)。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="图6_20170406090915_副本.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/7c9e60f0-f01a-45eb-85eb-f9dceece9c46.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"  ▲非变性条件可减少复杂组分间信号重叠/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="非变性2_20170406090518_副本.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/e634be51-bf68-49f2-b7be-e205227a7242.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"  ▲非变性条件下Lys-ADC完整分子量测量结果/pp style="TEXT-ALIGN: center"  strong图6 /strong使用非变性质谱平台对Lys-ADC进行完整分子量测量。/pp  strong小结/strong/pp  本期我们对非变性质谱技术的原理、适用范围进行了介绍,并以Cys-ADC与Lys-ADC样品的完整分子量测量为例展示了该方法的应用,不知道小伙伴们有没有对非变性质谱技术有个初步的了解呢?下期我们将会介绍该技术在蛋白复合物研究中的应用,各位看官走过路过不要错过,我们下期见!/pp  参考文献/pp  [1] Dabaene et al., Anal Chem. 2014, Nov 4 86 (21):10674-83./pp /p
  • 化妆品备案秘籍:完整版安评,一步到位
    根据国家药监局《关于发布优化化妆品安全评估管理若干措施的公告》(2024年第50号),化妆品完整版安全评估已有序开展。为了帮助化妆品备案人顺利开展相关工作,让我们从头开始,一步一步地走进化妆品完整版安全评估。问题1:化妆品安全评估相关的法规和技术文件主要包括哪些?答:主要法规:《化妆品监督管理条例》《化妆品注册备案管理办法》《化妆品注册备案资料管理规定》《化妆品安全评估技术导则》《化妆品安全技术规范》《化妆品分类规则和分类目录》《化妆品标签管理办法》技术文件:《化妆品原料数据使用指南》——明确了安全评估中主要的七种原料数据类型、使用要求和需要提供的证明资料《国际权威化妆品安全评估数据索引》——对我国化妆品中已使用、未收录在《化妆品安全技术规范》中,SCCS和CIR已公布化妆品安全评估报告原料的客观收集《已上市产品原料使用信息》——对批件有效期内特殊化妆品中已使用、未收录在《化妆品安全技术规范》中、且无权威机构评估报告的原料使用量的客观收录《毒理学关注阈值(TTC)方法应用技术指南》——该方法适用于化学结构明确、且不包含严重致突变警告结构的原料或风险物质,含量较低且缺乏系统毒理学研究数据时,可参考使用《交叉参照(Read-across)方法应用技术指南》——该方法适用于缺乏系统毒理学研究数据的非功效成分或风险物质,可参考使用《皮肤致敏性整合测试与评估策略应用技术指南》——适用于化妆品原料皮肤致敏性评价《化妆品稳定性测试评估技术指南》、《化妆品防腐挑战测试评估技术指南》、《化妆品与包材相容性测试评估技术指南》——适用于化妆品稳定性评价、化妆品防腐体系效能评价、与化妆品内容物直接接触的容器或载体与产品相容性评价《化妆品风险物质识别与评估技术指导原则》——根据《化妆品安全技术规范》中规定,参考国内外权威机构风险评估结论等方法对化妆品中可能存在的风险物质进行识别与评估《化妆品安全评估资料提交指南》——细化了化妆品安全评估资料分类提交要求,指引备案人准确规范提交安全评估资料。问题2:如何全面了解化妆品安全评估——《化妆品安全评估技术导则》(简称《导则》)?答:《导则》正文共十部分,包括适用范围、基本原则与要求、安全评估人员的要求、风险评估程序、毒理学试验、原料的安全评估、化妆品产品的安全评估、安全评估报告、说明和释义,主要对安全评估的原则、人员等进行了明确,规定了评估程序、原料和产品的安全评估要求以及评估报告内容、简化版安全评估报告要求等。《导则》共四个附录,附录1和附录2分别规定了原料和化妆品产品安全评估报告应包含的内容,附录3和附录4分别给出了完整版和简化版产品安全评估报告的示例。问题3:完整版安评报告包括哪些内容? 答:根据《化妆品安全评估技术导则》,完整版化妆品安全评估内容应包括:摘要、产品简介、产品配方、配方设计原则(仅针对儿童化妆品)、配方中各成分的安全评估、可能存在的风险物质评估、风险控制措施或建议、安全评估结论、安全评估人员签名、安全评估人员简历、参考文献、附录。与简化版安全评估内容相比较,完整版安评内容还应体现防腐剂挑战结果、稳定性检测结果和产品与包装材料的相容性评估结果,以及相应的检测报告。问题4:风险评估四步法是什么?答:即对化妆品原料和风险物质进行风险评估的四个步骤:危害识别、剂量反应关系、暴露评估、风险特征描述。问题5:常用的毒理学数据库及登陆网址?答:(1)美国CIR化妆品成分数据库http://www.cir-safety.org/(2)欧盟CosIng数据库https://ec.europa.eu/growth/tools-databases/cosing/OECD数据库http://www.echemportal.org/echemportal/欧盟ECHA数据库 http://echa.europa.eu/home写到最后:化妆品安全评估的必要性:①确保产品安全: 通过系统评估原料和产品潜在的风险,可以更好地保障消费者的安全,避免化妆品引发的皮肤问题或其他健康风险。②提高备案效率: 完整版安全评估指南能够提供更全面、更详尽的产品安全性信息,有助于监管部门快速审核,提高备案效率。③提升品牌形象: 重视产品安全的企业更容易获得消费者的信任,从而提升品牌形象和竞争力。
  • 完整蛋白质鉴定:基于UNIFI的沃特世生物制药系统
    目的以单克隆抗体完整蛋白的UPLC/MS分析为例,展示UNIFI&trade 科学信息系统这个平台在精确质量测定、数据处理和报告方面的强大功能。背景生物治疗药物得到了越来越多的关注,无论是药监部门还是生物制药企业,有效剖析单克隆抗体(mAb)尤为重要。在同一软件平台中实现数据采集和处理,并同时满足审计追踪的要求,是符合法规要求的重要因素。蛋白质药物会发生翻译后修饰,如糖基化等,由于糖基化在生物系统中有几项重要的功能,因此,准确鉴定抗体药物的糖基化情况是蛋白药物监管指导原则中的一部分。为确保生物药物的安全性和有效性,快速、准确地对糖蛋白进行分析是十分必要的。ACQUITY UPLC H-Class Bio系统的高分辨生物分子分离能力与Xevo G2 Tof 高质量精度的高分辨飞行时间质谱检测技术相结合,为生物药物分析实验室提供了常规分析用的UPLC/MS系统。基于UN IFI的完全一体化分析平台突破了以往采集、处理色谱及质谱数据的局限性,并可自动生成报告。每个mAb分析都会产生一个非常庞大的数据组,需要对各种不同的糖基化修饰进行阐释,以便对最终产品进行综合鉴定。这个步骤会限制其它高通量分析过程的效率,并且很难实现自动化。基于UN IFI的完全一体化分析平台突破了以往采集、处理色谱及质谱数据的局限性,并可自动生成报告。解决方案为解决数据分析耗时长的问题,促进治疗用单克隆抗体(mAb)的数据处理,基于UNIFI的生物制药系统解决方案专门配置了完整蛋白分析方案。这是一个完整的方案:采集了UPLC/MS数据后,以高通量方式进行全自动的数据处理和结果标注,得到的数据结果可在导出后进行数据管理。曲妥珠单抗的UPLC/MS分析以全自动的方式进行,使用0.1%甲酸水溶液和0.1%甲酸乙腈溶液分别用作流动相液A和B。为成功进行色谱分离,色谱柱的温度必须设定至80 ° C。这套完整的生物制药系统解决方案包括如下要素:ACQUITY UPLCH-Class Bio系统,ACQUITY UPLC BEH300 C4 色谱柱和Xevo G2 Tof质谱系统,UNIFI科学信息系统用于数据的采集、处理和报告。完整蛋白分析报告可显示不同的报告内容,用户可以自主设置具体的报告内容:TIC色谱图;原始质谱数据、去卷积处理后的数据和棒状质谱图;及LC/MS数据分析结果的总表(图-1)。该详细视图为在特定质量范围及以本方法设定的参数范围内的去卷积处理后数据。去卷积图谱反映了抗体药物的几个主要的糖型,与葡萄糖残基数量和岩藻糖基化程度对应。另一个报告的格式是表格,该表列出了完整单克隆抗体(mAb)的质量测定结果和不同糖型(图-2)。报告还列出了曲妥珠单抗不同糖型的质谱峰的测量值以及与理论值之间的误差,并列出了TIC色谱图的色谱保留时间。这样一种完整的LC/MS分析方法使用户可灵活运用原始数据和处理后的数据,并进行快速而有效的数据管理。总结本应用通过单克隆抗体(mAb)完整蛋白分析应用展示了基于UNIFI的生物制药系统解决方案的强大功能。现代仪器系统和先进的分析技术突破了生物制药企业以往的限制,能够对其生产过程进行严格的监控。高效而经济的UPLC/MS分析方法,结合UNIFI科学信息系统进行数据处理和报告,不仅可满足法规的要求,还有助于完整蛋白鉴定。UPLC/MS平台可覆盖从详细的蛋白结构鉴定到复杂的数据管理整个过程。
  • 拒绝纰漏:手套完整性检漏仪助力多行业安全防护
    手套一旦存在质量问题,例如破损或不完整,将直接危及使用者的安全。可能导致化学品接触、感染传播、工业意外等危险情况。因此,通过手套完整性检漏仪对手套的完整性进行检测,确保其在使用过程中不会出现“纰漏”,成为各行业安全防护的一环。手套完整性检漏仪优势1、专业设计:手套完整性检漏仪为测试隔离器/RABS系统袖套/手套或一体式手套的完整性而设计。其结构合理,操作方便。2、正压模式:采用正压模式工作,通过控制系统和测试端口与隔离器操作口相配套,确保在正常操作条件下对手套进行完整性测试。3、实时监测:仪器能够在测试过程中实时监测压降值,并将测试结果以单位时间内的压降值显示出来,为操作者提供直观的信息。4、可靠性保障:操作者可以根据厂家提供的参考数值,合理判断和确定手套的完整性,确保设备的正常运行和产品的安全性。手套完整性检漏仪应用范围手套完整性检漏仪广泛应用于制药、生物工程等行业,适用于测试不同类型的手套,包括但不限于隔离器/RABS系统袖套、一体式手套等。通过严格的测试程序,保障了设备的正常运行,为生产操作提供了可靠的手套完整性保障。总之,手套在各行各业中都扮演着关键的防护角色,其广泛的应用和多样的材质使其成为保障工作者安全的不可或缺的一部分。通过科学的手套选择和定期的完整性检测,我们能够更好地保障各行业的安全生产和实验过程的顺利进行。
  • 内蒙古重点实验室增至70家 形成完整创新体系
    4月2日,经严格评审,4家实验室被自治区科技厅认定为自治区重点实验室。至此,内蒙古自治区重点实验室数量达到70家,形成了一个学科布局合理、较为完整的技术创新体系。  这4家实验室分别为内蒙古自治区土木工程结构与力学重点实验室、内蒙古自治区纳米科学与技术重点实验室、内蒙古自治区环境污染控制与废物资源化重点实验室、内蒙古自治区分子病理学重点实验室。据了解,1997年,内蒙古拥有了第一家自治区重点实验室,经过十几年发展,自治区重点实验室已基本覆盖了自治区优势特色学科和重点产业领域,成为增强内蒙古科技储备和原始创新能力的重要平台。
  • 完整的洁净室环境监测系统
    美国粒子监测系统发布FacilityPro 5010 系统:洁净室环境监测的新工业自动化解决方案 2016年7月28日,科罗拉多州博尔德--美国粒子监测系统发布FacilityPro 5010 系统,是洁净室在线环境监测的新工业自动化的解决方案。FacilityPro 5010建立在先前的FacilityPro 一代的基础上,为完整的洁净室环境系统提供中央集成。系统可以基于当前采样需求来配置,而且同时提供简易的扩容方式来满足未来的需要。FacilityPro 5010可以实现简化粒子和浮游菌采样,提供同一模块既进行粒子采样又进行浮游菌采样。此外,传感器的模拟和数字输入和输出,例如温度、差压和报警灯,都整合到中央处理模块,当简化安装时,可以减少采样模块的数量。另外的模块可连接到更多的粒子计数器,微生物采样器和环境模拟传感器,例如温度或者压强。中央真空架构进一步地简化安装程序。备用的真空泵同样可以安装,当泵故障或者进行维护时,系统可继续运行。基于地图设计,系统结构,审计追踪和数据/趋势报告,新的FacilityPro SCADA提供可更新的界面操作接口。遵循21CFR Part 11系统,软件对所有操作和改动有严格的权限控制,并要求电子签名。系统能包含多客户端,具备故障数据转移功能的二级服务器,多个远程访问的选择。 “FacilityPro 5010提供给我们的客户在快速变化的环境中所需要的灵活性,同时确保数据的安全可靠。” 粒子监测系统的生命科学的副总裁Gianni Scialo说:“该系统在GAMP 5中是4类,并且拥有基于标准验证文件的标准建立的IQ/OQ方案,支持更简洁和更快速的验证。”
  • 国内首款智能一体式手套完整性测试仪GIT-WLAN
    智能一体式手套完整性测试仪GIT-WLAN内置锂电池,无需外接电源,充电方便;具有微电脑控制,LCD显示数据功能。与传统笨重的手套检漏仪相比,GIT-WLAN结构精巧,轻量化设计,单手即可轻松提起,使用更方便。 GIT-WLAN通过先进的WIFI功能,与PC端无线连接,无线传输检测数据,使用更灵活方便。PC端在线检测,可同时检测多个手套,无需拆卸手套;支持离线检测,离线检测需配置手套检测支架。 手套完整性测试仪软件具有多种测试设置程序,可对多种手套进行测试。满足21CFR part 11电子记录和电子签名认证要求。 应用先进的射频识别技术,自动识别手套编号,读取测试结果。 内置专用充气泵为手套/袖套充气,无需外接气源;全自动监控测试过程中充气密封圈和手套内的压力。 GIT-WLAN智能一体式手套完整性测试仪依据GB/T 25915.7-2010/ISO 14644-7:2004标准研发,完全符合法规要求。应用广泛 智能一体式手套完整性测试仪GIT-WLAN压力检测范围广,涵盖所有手套检测压力,适用于无菌检查隔离器、RABS系统、无菌分装、无菌生产等手套检漏。
  • 欧世盛受邀药融圈专享会,分享实验室流动化学的完整构成
    欧世盛金英泽总经理受邀参加药融圈第144场专享会,和制药上下游精英一起探讨流动化学的完整构成。药融圈第144场专享会嘉宾:欧世盛(北京)科技有限公司总经理 金英泽流动化学实验室工艺设备目前,只要提起流动化学总是给人很高大上的印象,动辄单价上百万的设备,让很多企业望而却步。我们近年来通过与众多科研院所和企业的实际合作,总结并开发出了一整套流动化学实验室工艺设备。今天先给大家说一说实验室流动化学的完整构成。如上图所示,这就是一个完整的流动化学实验室。目前一般早期的流动化学实验室只有前三个模块,之所以配备后面的模块是为了能够完整快捷的完成一个标准实验流程。如果是从小试开发起步,实际投入十万就可以开始了。首先像大家介绍一下微反应器,在很多人看来,连续化学主要是买一个好的微反,这是一个很大的误区。市场上卖的进口微反大多大几十万起步,国产也要十几万起步,而通过我们实际使用,用几个三通来做微混合器,用金属盘管根据自己的反应类型需求来订做微反应器,就可以解决90%以上的反应类型,这样的微反总投入几百元就搞定了。清华大学,药明康德等实验室目前开展的实验都是依靠这类管反来实现的。而进料环节的输液泵,在实际应用上将起决定性作用,因为进料不准,合成的效果将无从谈起。目前市场上都是提供高压柱塞泵(高压凸轮泵,高压平流泵,液相泵)。这种泵适合输送纯净稀释溶液(因此类泵带有机械单向阀,而单向阀的间隙过小,所以不能通过粘性或带有任何颗粒的液体),输液压力高,但由于结构原因,必然会在出液时带有微小脉动,还有就是此类泵的流量范围不能太宽泛,例如0~50ml/min的泵流速范围是15~35ml/min,若想长期流速在50ml/min,就需要购买0-100ml/min的泵。影响这种泵的精度因素主要是宝石柱塞杆的同轴度和牢固性。我司的柱塞杆采用我司特有的冷压工艺技术,同轴度达到∮0.01mm,稳定性极高,这样供液更准确,稳定性更好,寿命更长,而其他公司都是采用胶粘工艺,其可靠性可想而知。其次,根据医药化工的特点,很多原料是粘性溶液,或要求无脉动连续供液,这样柱塞泵就不能满足了。我司据此需求开发了连续高压注射泵,0~200ml/min范围内无级变速无脉动供液,可供100cp(类似色拉油)粘度溶液,也可供酸碱腐蚀性溶液。还开发了体积流速更小的玻璃连续注射泵,流速范围0~20ml/min,压力0~1MPa,适用于早期实验应用。微反的后面一般都要加背压阀,市场上目前都是手动背压阀,我们根据实际应用需求,开发了全自动设定背压阀,调节时间在三秒以内,可以直接触屏和PC端控制。在背压阀的后出液端一般是要上气相或液相做检测的,这样会很长时间,公司针对这种情况研发了在线的紫外、傅立叶近红外和拉曼检测器,可根据被检溶液的组成选择适合的检测器,我们是国内推出的,比进口的价格便宜一半以上,极大缓解了企业的采购成本。检测器的后端我们还研发了样品收集系统,可选择时间、浓度等方式分类收集,还可在线稀释,收集在进样器的小瓶中,然后可直接放在气相或液相的移动进样器中。另外公司所有的产品都可做到远程无线控制,我们专门开发了管理软件,便于远程控制管理,也可在软件中建立分析筛选模型,快速建立工艺方法。反应类型在流动化学中的应用下面和大家说说具体的反应类型在流动化学的体系下的应用。01锂化反应特点:锂化试剂,极度易燃 局部过热,收率低;超低温控制能耗大;连续反应装备搭建:输液泵(3台);微混合器(2个);管式反应器(1套);低温循环浴(1台,-40oC);优势:收率显著提高温度提升至-40oC,能耗降低;副产物有效控制,收率显著提高;通量达2.8L/h(~230g/h);02硝化反应特点:反应放热剧烈,易冲料;温度飞温控制难度大;加料时间长;产物碳化;小试中试放大效应;连续反应装备搭建:输液泵(2台);微混合器(1个);管式反应器(1套);循环浴(1台);适用体系:混酸体系、酸溶剂体系。03高温高压反应特点:溶剂沸点高;收率低;难纯化;连续反应装备搭建:输液泵(1台或者2台);T混合器(1个);管式反应器(1套);加热浴(1套);背压阀(1台)。下图是我们公司应用总监王海玉在OPRD期刊中的题目。今天就和大家先分享这几个反应类型,这些反应类型的初步筛选和小规模中试都是通过微混合器和管式反应器来完成。目前这种危险反应用连续化反应装置来控制确实效果很好。问答环节Q:周建 元延医药:氢化反应适用吗?A:金英泽回答:氢化反应用简单的微混合器+管反的效果不太好,需要专门氢化设备。Q:范宇红 常州朗煜总经理:OPRD那篇文章,管式反应7分钟,N3环合释放一当量的氮气,反应量多少?有没有可能氮气释放过快,发生危险?A:金英泽回答:体系浓度在0.5m,有压力控制,背压阀后端会看到有气泡释放,如果浓度太大会影响反应。Q:刘国超 前线生物:连续式的格式试剂制备有没有实现?A:金英泽回答:目前用微反实现格式试剂的制备效果不好,可以尝试CSTR。Q:聂强 达得利化工:我对金总的配件+管反连续化方案,很感兴趣。A:金英泽回答:微反的设计确实需要根据自己反应类型去设计,商品化的微反有一定的局限性。Q:范宇红 常州朗煜总经理:其实一直想尝试微反和其他连续流。但是确实像您所说,前期还是得有相应的实验摸索,有没有一些装置可以在少量投入基础上,做一些前期探索?A:金英泽回答:非均相用管反效果不好,用板式微反效果更好。非均相用管反效果不好,用板式微反效果更好。微信扫一扫关注该公众号 欧世盛科技BJ-osskj月发文数暂无 平均阅读数暂无订阅公众号
  • 迎接制药4.0浪潮,让您面对数据完整性检查成竹在胸
    在过去的半个世纪中,制药行业已经通过技术发展实现了从手工到“批量生产”(batch production)的变化。随着工业4.0的到来,为了实现尽可能少的人工过程的干预,保证药品质量,制药行业已经开始探索用连续生产(continuous manufacturing )替代批量生产以实现制药4.0。展望未来,一旦连续生产的方式被普遍采用,药品生产效率提升的同时也会产生海量数据,进而对数据进行监管的难度也必定增加。自 1997 年关于电子记录的USFDA 21 CFR Part 11 法规发布以来,监管机构对药物开发和制造过程中创建的数据的关注日益提升。色谱仪器在药品研发和质量控制中的广泛使用,早已使得色谱数据系统(CDS)成为了监管的重点。国际法规和指南(包括GMP、GLP等)对数据完整性的控制,其中重要的一项措施就是审计追踪。因此Chromeleon CDS提供了全面且精细化的审计追踪体系以满足法规监管要求和制药企业内部的审计需求。按照色谱数据系统的主要组成,Chromeleon将审计追踪分为3大类,然后根据其相关性进一步分为17小类,从而为用户提供了非常清晰的内容结构(图1)。图1 Chromeleon审计追踪(点击查看大图) 审计追踪的分组与筛选通过分组、筛选和检索,并结合报告的输出,Chromeleon可以非常便捷地对审计追踪进行查找及审核。例如,在需要审核序列审计追踪时,可以先将数据对象审计追踪按照“类型”分组,关注类型为序列的部分;然后使用筛选工具在操作列输入“Started Run” 或者“Aborted Run”。通过这两步的操作可以发现一个或多个分析被重复的启动和中断,结合对应时间仪器的运行日志,使用者就能快速挖掘出这个数据对象是否存在数据完整性问题(见图2)。图2 审计追踪的分组与筛选(点击查看大图) 审计追踪事件工具Chromeleon 7.3还创建了“审计追踪事件”的概念,实现了以点见面:可以预先定义所关注的特定动作,从而可以更清晰地对其进行识别和监控。与所有审计追踪记录一样,审计追踪事件也可以进行查询、搜索和报告。审计追踪事件的使用既简化了审查的过程,也使得审计的重点更为突出且易于读取(如图3)。图3 审计追踪事件工具 (点击查看大图) 审计追踪检索工具Chromeleon 7.3.1进一步增强了数据完整性审查框架。基于面向序列的数据对象审计追踪,新的功能可以更方便的在软件中高效和快捷的进行审计追踪审查。在上述例子中,我们可以使用一个检索文件去定义 “Started Run” 和 “Aborted Run” 操作,检索结果即可清晰呈现(如图4所示)。图4 审计追踪检索工具(点击查看大图)审计追踪审查是一项繁琐且枯燥的任务,使用传统的方式不仅需要有经验的使用者将孤立的单个信息连接起来以识别和评估潜在的数据完整性风险,还占用大量的时间。而在全新版本的Chromeleon中,不仅系统、仪器以及数据这三大类的审计追踪可以完整地被记录,您还可以简单地通过 “审计追踪事件” 与 “审计追踪检索工具” ,轻松实现更高程度的审查自动化。结语在制药4.0时代的潮涌下,作为协助药企进行质量改进的解决方案,Chromeleon始终紧密联系法规与前沿技术,以智能化、高效的审计追踪审查功能为切入点,时刻关注您的数据质量,让您面对数据完整性检查成竹在胸。如需合作转载本文,请文末留言。这样的应用图书馆不来了解一下?点击进入小程序完成注册即刻抽取盲盒好礼
  • 赛默飞世尔将在07 BCEIA 展示“实验室完整解决方案”
    北京,9月13日,2007-赛默飞世尔科技(Thermo Fisher Scientific Inc. 原热电公司)今天宣布将首次以合并后崭新的名字亮相于2007BCEIA,展示其完整的实验室解决方案,除了展出用于食品、制药、生命科学、RoHS和环境检测等不同领域的明星产品,还将在国内首次展出基于LTQ Orbitrap平台开发的LTQ Orbitrap Discovery 和LTQ Orbitrap XL突破性组合质谱仪。届时,该技术的发明家Alexander Makarov博士也将应BCEIA组委会的邀请首次在国内做专题学术报告。 位于2038-2040/2061-2063/2074-2076展位,赛默飞世尔将现场展现LTQ Orbitrap Discovery组合质谱仪的技术优势和性能特点。自2005年推出LTQ Orbitrap线性离子阱静电场轨道阱组合质谱仪以来,囊获了包括PITTCON编辑推荐金奖等众多奖项。此次展示的LTQ Orbitrap产品能实现超高质量精确度、分辨能力、动态范围和灵敏度。LTQ Orbitrap Discovery灵敏度达30K分辨率,同时通过超强的扫描速率实现痕量级和同质量分析物的分离。而LTQ Orbitrap XL具有高达100K分辨率等能力,实现更灵活的MS/MS应用,包括肽段定量分析iTRAQ™ ,PTM分析,de novo 序列分析以及代谢组学研究。这一蛋白质分析平台还可以升级联用ETD(电子转移裂解源)来控制肽段和蛋白质解离。LTQ Orbitrap组合式质谱仪通过强大的功能,稳定性以及低运行成本成为蛋白质组学和代谢组学应用的最佳选择,其分析能力无论是蛋白质鉴定,还是灵敏度,都远超过飞行时间质谱(Q-TOF)。同时参展的还将包括离子阱LC/MS,和集传统LC功能以及超高速LC于一身的Accela HPLC。 LTQ Orbitrap Discovery组合质谱仪 另外,赛默飞世尔的DSQ和TSQ系列也将同台展示其创新产品-包括DSQII单四级气质联用系统和刚刚在6月全球同步推出的TSQ Quantum GC三重四级杆气质联用仪。从而充分展现Thermo Scientific从单四级杆气质,到三重四级杆气质,到PolarisQ™ 离子阱GC/MS,再到DFS高分辨磁式GC/MS,完整而丰富的产品结构。不断满足在食品安全、毒理、环境检测和临床研究等领域的分析需求。 “我们为国内客户提供多层次的产品,除了全面的色谱、质谱系统外,本次展会我们还将向国内观众展示极具创新的近红外光谱仪“Antaris Target”,”科学仪器事业部中国运营总监孙建一先生介绍,“这种产品被美国著名杂志《研究与发展》旗下的《微/纳米通讯》评为2006年度25个最佳微/纳米技术产品之一,专为制药工业中混合过程质量控制的需求而设计,能够实时监测产品研究和生产的混合过程,极大地改善了药物生产的质量稳定性。”另外,元素分析方面也将“全线”出动,包括S2原子吸收光谱仪、iCAP6300 ICP-OES以及XseriesII ICP-MS,亮相BCEIA,展示最全面的痕量元素分析。 届时,赛默飞世尔科技展品将涵盖食品安全/环境,制药、生命科学、金属、半导体等众多领域。“赛默飞世尔科技一直致力于为实验室提供完整解决方案,尤其在食品安全,制药和生命科学领域,去年,赛默飞世尔完成了与飞世尔科技的合并,这更加增强了我们在实验室的综合解决方案能力。”孙先生补充,“我们希望借助BCEIA平台与更多的行业人士分享赛默飞世尔的科学技术和解决方案,为各行业的实验室分析提供技术支撑和保障。” 欲了解更多相关信息,请浏览我们的网站:www.thermo.com.cn ,以及BCEIA官方网站:www.bceia.org。或Email:sales.china@thermofisher.com。 Thermo Fisher Scientific(赛默飞世尔科技,原热电公司) Thermo Fisher Scientific(赛默飞世尔科技)(纽约证交所代码:TMO)是全球科学服务领域的领导者,致力于帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。公司年销售额超过90亿美元,拥有员工约30000人,在全球范围内服务超过350000家客户。主要客户类型包括:医药和生物公司,医院和临床诊断实验室,大学、科研院所和政府机构,以及环境与工业过程控制装备制造商等。公司借助于Thermo Scientific和Fisher Scientific这两个主要的品牌,帮助客户解决在分析化学领域从常规的测试到复杂的研发项目中所遇到的各种挑战。Thermo Scientific能够为客户提供一整套包括高端分析仪器、实验室装备、软件、服务、耗材和试剂在内的实验室综合解决方案。Fisher Scientific为卫生保健,科学研究,以及安全和教育领域的客户提供一系列的实验室装备、化学药品以及其他用品和服务。赛默飞世尔科技将努力为客户提供最为便捷的采购方案,为科研的飞速发展不断地改进工艺技术,提升客户价值,帮助股东提高收益,为员工创造良好的发展空间。欲获取更多信息,请浏览公司的网站:http://www.thermofisher.com
  • 赛默飞:从表征分析到质量控制的完整方案是必然趋势
    p style="text-align: justify "strong——生物制药从表征分析到质量控制的完整方案是必然趋势/strong/pp style="text-align: justify "  span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai font-size: 14px "近年来,我国生物制药行业发展正如火如荼,研发投入、生产能力、产业集中度均进一步提升。同时,国家政策积极,出台了一系列优惠政策,为我国生物制药产业发展提供了良好的大环境。为了帮助来自生物制药领域的用户学习、了解生物制药分析表征、质量控制工作流程相关内容,仪器信息网特别策划了/spana href="https://www.instrument.com.cn/zt/swzybz" target="_blank"span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai font-size: 14px text-decoration: underline "ispan style="text-decoration: underline font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) "strong“生物制药分析、表征与质量控制”专题(点击查看)/strong/span/i/span/aspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai font-size: 14px "并邀请strong赛默飞色谱质谱部生物制药业务发展经理 唐恺/strong谈谈对生物制药分析、表征与质量控制的看法。/span/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/b8f2b559-aa7a-43ea-a632-c7a81b07ca0d.jpg" title="xyz.png" alt="xyz.png" width="252" height="344" style="width: 252px height: 344px "//pp style="text-align: center "赛默飞色谱质谱部生物制药业务发展经理 唐恺/pp style="text-align: justify "  span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong仪器信息网:请介绍贵公司在生物制药分析、表征和质量控制方面仪器产品或产品组合?相比于同类产品,在技术上有哪些优势?/strong/span/pp style="text-align: justify "strong  唐恺:/strong生物制药是制药行业近年来发展最快的子行业之一,全球生物制药发展迅速,市场规模庞大,我国的生物制药也在紧跟脚步。无论FDA还是CFDA都不断意识到控制药品市场准入与药品上市许可,即药品注册管理的重要性,2017年10月和12月国家食品药品监督管理总局药品评审中心(CDE)陆续颁布《生物制品注册分类及申报资料要求(试行)》、《治疗用生物制品注册申报资料指南(试行)》,规范生物药品注册申报的程序和资料。/pp style="text-align: justify "  紧跟法规要求,结合客户需要,赛默飞在生物制药表征分析和质量控制发方面提供完整的硬件分析平台和全流程解决方案。表征分析方面,基于Orbitrap原理的超高分辨质谱已经广泛被国内外的法规机构及生物制药企业所认可,除最为常见的单抗产品外,双抗、ADC、融合蛋白、多肽类样品等越来越多的进入企业产品研发管线,这也对高分辨质谱的硬件平台提出了更高要求。Orbitrap高达140,000的分辨率,超高灵敏度和稳定性,完美解决客户表征分析中完整分子量、肽图、糖型及二硫键遇到的问题。以肽图为例,如何在多批次不同时间的样品取得100%的序列覆盖度和高度一致的二级碎片信息,Orbitrap可以为用户提供答案。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/bf1c2480-0246-411a-876f-5b5844daa74a.jpg" title="222.png" alt="222.png"//pp style="text-align: center "a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/C219934.htm" target="_blank"赛默飞Q Exactive Plus LCMS 系统/a/pp style="text-align: justify "  质量控制中,液相色谱是用于聚体分析,电荷异构体,辅料分析等的常规放行手段。赛默飞既具有入门级四元低压常规液相U3000系列满足常规QC放行,也具有全生物兼容的Vanquish系列二元高压、双三元高压等超高效液相以及独有的CAD检测器用于方法开发。最重要的是,这些液相产品,可以无缝转移不同型号,不同品牌的其他液相产品上的成熟方法,获得高度一致的数据结果。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/04b6b01d-e0a9-49f7-a159-982cbf13fdc1.jpg" title="赛默飞U3000.jpg" alt="赛默飞U3000.jpg"//pp style="text-align: center "a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/C115520.htm" target="_blank"赛默飞优谱佳UHPLC+高效液相色谱系统U3000/a/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/1f48e8ed-bc94-41a9-8720-c5c6097dc37d.jpg" title="赛默飞Vanquish.jpg" alt="赛默飞Vanquish.jpg"//pp style="text-align: center "a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/C226264.htm" target="_blank"赛默飞 Vanquish™ UHPLC超高效液相色谱系统/a/pp style="text-align: justify "  其他一些产品线还包括离子色谱(用于糖型分析)和ICPMS(用于培养基中的元素组成分析),结合完整的色谱耗材产线,如被行业视为金标准的ProPac WCX-10、完全合规的变色龙网络版软件和Biopharma Finder软件,赛默飞提供给客户的是一套从表征分析到质量控制完整的硬件平台。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/b604cc34-7f67-45f9-b6f3-cac426e6057e.jpg" title="333.png" alt="333.png" width="422" height="326" style="width: 422px height: 326px "//pp style="text-align: center "赛默飞分析应用平台/pp style="text-align: justify "  span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong仪器信息网:您觉得国内企业在生物制药分析表征和质量控制方面存在哪些不足?/strong/span/pp style="text-align: justify "strong  唐恺:/strong工艺质量分析对于生物制药的生产至关重要,并且贯穿整个流程。在前期阶段,生物制药研发过程中需要分析测试,工艺开发与放大过程中,更需要质量控制把关。因此结构确证研究是生物制品注册申报资料的必备要素,以生物类似物为例,需全面对比多批次稳定中试工艺生产的原液和原研药进行的结构分析,包括一级结构、高级结构、,翻译后修饰和辅料等。/pp style="text-align: justify "  国内生物制药企业经过近十年的高速发展,已经在表征分析和质量控制方面有了一定的经验和标准流程,如果工艺流程顺利,这是完全没有问题的。一旦工艺流程出现和理想状态不太一致的情况,比如出现了未知成分或修饰,如何鉴定这些杂质或修饰是什么,是在哪个工艺环节引入,如何改进工艺流程避免这些情况出现,这种情况下就需要高性能的硬件平台和丰富的不同类型样品分析经验。这也就是赛默飞色谱质谱部的优势所在,国际上我们和FDA,EMA以及大量跨国药企如基因泰克、安进等合作,国内我们和中检院、信达、恒瑞和复宏汉霖等紧密合作,有了丰富的不同类型样品的全流程解决方案,帮助客户,特别是相对缺乏经验的客户建立从表征分析到质量控制的完整流程。/pp style="text-align: justify "  span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong仪器信息网:贵公司在生物制药分析、表征和质量控制方面可以提供哪些解决方案?/strong/span/pp style="text-align: justify "strong  唐恺:/strong表征分析方面,除了常规的分子量、肽图、糖型和二硫键,赛默飞还有一些非常前沿的解决方案,比如高分辨质谱用于QC的MAM方法监测关键质量属性CQA,以一套高分辨质谱替代多种检测手段用于放行 比如对于复杂样品如融合蛋白类样品,采用逐步酶切,ETD的碎裂模式解析二硫键和O-糖肽 比如HCP分析,为传统的ELISA方法提供更多参考信息,HDX解析高级结构等,为企业的国内、国际申报保驾护航。/pp style="text-align: justify "  质量控制方面,除常规方法包括CEX、SEC、游离糖分析等,赛默飞特有的CAD检测器已经作为通用型检测器被2020版药典收录在内,在生物制品辅料吐温的检测中,因其高灵敏度和稳定性被客户广泛认可。即使客户研发和QC平台所用的LC品牌或型号不同,我们也能协助客户无缝将原平台的方法转移到新的平台上,获得高度一致的数据结果。而在离子色谱、ICP-MS等方面,赛默飞也有着非常成熟的流程和方案。此外多种多样的色谱耗材种类,Smart Digest Kit可用于快速酶切前处理,避免人为引入的误差,在肽图分析中获得高重现性的数据,可以满足客户常规或者定制化的需求。/pp style="text-align: justify "  软件方面,变色龙网络版这一充分满足合规要求的软件,不仅可以控制多品牌的色谱类产品,更是能将赛默飞的质谱系统纳入其中 Biopharma Finder这一表征分析软件,是和美国安进公司合作开发,充分考虑了企业客户的需求,并且在最新的版本中纳入了Top-Down分析等功能,结合变色龙软件形成完全合规的MAM流程。/pp style="text-align: center "a href="https://www.instrument.com.cn/zt/swzybz" target="_blank"span style="text-decoration: underline color: rgb(0, 112, 192) "istrong点击图片进入专题,给你“好看”!/strong/i/span/abr//pp style="text-align: center"a href="https://www.instrument.com.cn/zt/swzybz" target="_blank"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/a9fbbbbf-f87d-4a6a-aa9b-e82b814016b2.jpg" title="企业微信截图_20190426142814.png" alt="企业微信截图_20190426142814.png" width="517" height="208" style="width: 517px height: 208px "//a/pp style="text-align: center "span style="text-decoration: underline " /spanbr//pp style="text-align: center "strongspan style="text-decoration: none "扫码关注仪器信息网“span style="text-decoration: none color: rgb(0, 112, 192) "3i生仪社/span”/span/strong/pp style="text-align: center "strongspan style="text-decoration: none "解锁更多生命科学资讯干货!/span/strong/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/01f1a4b6-05de-434b-a92d-4468e0c3a172.jpg" title="小icon.jpg" alt="小icon.jpg"//ppspanspan style="text-decoration: none "/span/span/p
  • 3D显微镜使肿瘤手术样本完整活检 大型组织几分钟即可快速成像
    p style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/550aef41-75aa-40f6-b325-2db358b78763.jpg" title="liux7689_b.jpg"/ /pp 英国《自然· 生物医学工程》杂志25日在线发表了一项研究成果:科学家利用改进的显微镜,实现了对肿瘤手术后完整切除的大型组织的快速成像。运用这种新方法,临床病理学家能在数分钟内获得整个样本的三维可视化图像,从而提高诊断准确性。/pp  医学上,肿瘤病理诊断需要研究疾病发生的原因、发病机制,以及疾病过程中患病机体的形态结构等等,从而为疾病的诊断、治疗、预防提供必要的实践依据。这是目前肿瘤科各种检查方法中最可靠的“金标准”,是疾病的最终诊断。常规的做法是,通过手术取出组织样本后,病理学家首先会通过化学固定保留其结构 然后将组织切成薄片,放置在载玻片上 再用染料染色,在显微镜下进行组织学检查以诊断疾病。/pp  但这一传统过程十分费时费力,在一个样本中,实际上只有几个组织切片得到了显微镜分析,其能为诊断提供的信息也就很有限。研究人员一直尝试突破这一瓶颈,因为这会显著影响临床医生正确做出决定的能力,从而导致病理分型错误。/pp  此次,美国华盛顿大学科学家乔纳森· 刘及同事优化了扫描样本切片的荧光显微镜,使手术样本可在数分钟内成像,且无需对样本进行处理。这种三维显微成像技术是利用光学层析技术获取样本三维图像的光学显微成像方法。研究团队的结果表明,显微镜可快速识别肿瘤切缘,避免标准组织病理学方法中产生的伪影,从而提供更准确的临床组织样本评估,改善对患者的诊断。/pp  研究人员表示,新技术很快就可用于手术后的肿瘤组织成像,医生将能以前所未有的效率和准度进行判断并采取治疗措施。/p
  • 珀金埃尔默发布《Spectrum 10 ES 红外光谱仪软件数据完整性白皮书》
    数据完整性指数据的完整性、一致性和准确性。完整、一致和准确的数据应该是具有归属性、清晰易读性、同步产生性、原始记录或真实副本,以及准确性 (ALCOA)。在美国销售药品的制药公司及其供应商必须遵守21 CFR Part 11法规。珀金埃尔默Spectrum™ 10 Enhanced Security (ES) 软件平台适用于红外光谱仪,可提供有助于确保数据完整性和合规性的结构和功能,在符合相关法规的前提下,将系统功能纳入验证计划中,体现其合规性。珀金埃尔默Spectrum 10 ES能够严格控制红外数据的设置、收集和报告,符合21 CFR Part 11法规的技术要求。软件界面易于使用,便于培训;与标准版软件相比,在登录、权限设置、电子签名、记录保护和审计跟踪等方面体现出优势。例如,可以将数据、实验参数和审计跟踪信息自动存储在加密数据库中;凭借各种审计跟踪功能,遇到检查时可以快速简单地恢复操作参数和事件记录,以便检查;系统管理员可以为某些操作添加电子签名点,并将其纳入审计跟踪;可以运用全面的仪器验证模块来评估仪器性能。Spectrum 10 ES软件应用于Frontier™ 、Spectrum Two™ 、Spectrum Two N™ 、Spectrum 400、Spectrum 100/100N、Spectrum One/NTS等珀金埃尔默红外、近红外光谱系列产品。想详细了解Spectrum 10 ES软件是如何保证珀金埃尔默红外、近红外光谱系列产品的数据准确性、完整性和可靠性的吗?如何使用Spectrum 10 ES软件处理实验数据?扫描下方二维码即刻获取《白皮书:数据完整性——Spectrum 10 ES红外光谱仪软件》,得到满意答复。《白皮书:数据完整性—Spectrum 10 ES红外光谱仪软件》
  • 珀金埃尔默发布《UV WinLab ES 紫外/可见光谱仪软件数据完整性白皮书》
    数据完整性指数据的完整性、一致性和准确性。完整、一致和准确的数据应该是具有归属性、清晰易读性、同步产生性、原始记录或真实副本,以及准确性 (ALCOA)。在美国出售药品的制药公司及其供应商必须遵守21 CFR Part 11法规。珀金埃尔默UV WinLab™ Enhanced Security (ES) 软件平台适用于紫外/可见光谱仪,可提供有助于确保数据完整性和合规性的结构和功能,在符合相关法规的前提下,将系统功能纳入验证计划中,体现其合规性。UV WinLab ES 能够严格控制紫外/可见数据的设置、收集和报告,符合 21 CFR Part 11 法规的技术要求。软件工作流式界面易于使用,便于培训;与标准版软件相比,在登录、权限设置、电子签名、记录保护和审计跟踪等方面体现出优势。例如,UV WinLab ES软件可以将数据、实验参数和审计跟踪信息自动存储在加密数据库中;凭借ES软件中的各种审计跟踪功能,遇到检查时可以快速简单地恢复操作参数和事件记录,以便检查;支持多级用户访问和电子签名;系统管理员可以为某些操作添加电子签名点,并将其纳入审计跟踪。UV WinLab ES软件应用于珀金埃尔默LAMBDA™ 系列紫外/可见光谱产品,且与Windows 7、8和10等操作系统兼容。想详细了解UV WinLab ES软件是如何保证珀金埃尔默系列紫外/可见光谱产品的数据准确性、完整性和可靠性的吗?如何使用UV WinLab ES软件处理实验数据?扫描下方二维码即刻获取《白皮书:数据完整性 —— UV WinLab ES 紫外/可见光谱仪软件》,得到满意答复。扫描上方二维码即可下载右侧资料《数据完整性 UV WinLab Enhanced Security(ES) 紫外 / 可见光谱仪软件》
  • 珀金埃尔默发布《Spectrum FL ES 荧光分光光度计软件数据完整性白皮书》
    数据完整性指数据的完整性、一致性和准确性。完整、一致和准确的数据应该是具有归属性、清晰易读性、同步产生性、原始记录或真实副本,以及准确性 (ALCOA)。在美国出售药品的制药公司及其供应商必须遵守21 CFR Part 11法规。珀金埃尔默Spectrum™ FL Enhanced Security (ES) 软件平台适用于荧光分光光度计,可提供有助于确保数据完整性和合规性的结构和功能,在符合相关法规的前提下,将系统功能纳入验证计划中,体现其合规性。Spectrum FL ES 基于Spectrum 10 ES软件的充分可靠性,能够严格控制荧光光度数据的设置、收集和报告,符合 21 CFR Part 11法规的技术要求。软件工作流式界面易于使用,便于培训;与标准版软件相比,在登录、权限设置、电子签名、记录保护和审计跟踪等方面体现出优势。例如,UV WinLab ES软件可以将数据、实验参数和审计跟踪信息自动存储在加密数据库中;凭借ES软件中的各种审计跟踪功能,检查时可以快速简单地恢复操作参数和事件记录,以便检查;系统管理员可以为某些操作添加电子签名点,并将其纳入审计跟踪;可以运用全面的仪器验证模块来评估仪器性能。Spectrum FL ES软件应用于珀金埃尔默FL 6500和FL8500荧光光谱仪。想详细了解Spectrum FL ES软件是如何保证珀金埃尔默系列荧光光谱产品的数据准确性、完整性和可靠性的吗?如何使用Spectrum FL ES软件处理实验数据?扫描下方二维码即刻获取《白皮书:数据完整性——Spectrum FL ES荧光分光光度计软件》,得到满意答复。《白皮书:数据完整性Spectrum FL ES 荧光分光光度计软件》
  • 龙沙集团(LONZA)和 CELLINK 联手合作提供完整的3D细胞培养工作流程
    - CELLINK与龙沙集团(Lonza)合作提供全面的生物3D打印解决方案,旨在推进完整的3D细胞培养工作流程。- 该解决方案将CELLINK的生物3D打印仪器和生物墨水与龙沙(Lonza)的原代细胞和培养基结合在一起,以满足细胞生物学家对复杂3D人体组织构造进行增强生物打印的需求。- 根据协议,CELLINK将通过其全球销售渠道提供完整的解决方案,并得到龙沙(Lonza)完善的物流流程的支持。CELLINK生物配药产品经理 Ginger Lohman:“我们在CELLINK所做的一切,从活细胞成像到创新的生物打印系统和生物墨水,都旨在为客户提供所需的产品和服务,以帮助他们更有效地研究解决当今时代最重要挑战的解决方案。 仅举几个例子,例如癌症治疗,再生医学以及药物测试和开发等挑战。当需要将我们的产品组合扩展到完整的3D细胞培养工作流程时,我们知道让合适的合作伙伴加入至关重要。我们相信龙沙(Lonza)是该合作伙伴。”龙沙(Lonza)细胞分析和测试解决方案营销主管 Katrin Hoeck:“细胞生物学实验室一直在寻求创新的新技术,以增强其实验工作流程,并有助于兑现其推动下一个研究突破的承诺。我们广泛的人性原代细胞经过专门设计,使研究人员能够开发更能反映疾病生物学的生物学体外模型系统。与CELLINK的这项新合作将使我们的客户能够建立与生理相关的3D模型,以加快目标识别/确认,作用机理研究以及药物发现中的安全性测试的速度。” 哥德堡,2020年6月10日– CELLINK和龙沙(Lonza)合作提供了全面的3D生物打印解决方案,旨在优化和增加对完整3D细胞培养工作流程。该解决方案将CELLINK的生物3D打印机和生物墨水与龙沙(Lonza)广泛的人源的原代细胞和培养基相结合。细胞生物学家现在可以依靠这种高性能产品组合来成功执行最苛刻的生物3D打印工作,并促进科学研究。 根据协议,CELLINK将通过其全球销售渠道提供完整的生物3D打印解决方案,并得到龙沙(Lonza)完善的物流流程的支持。全球范围内的细胞生物学实验室正越来越多地采用3D而非2D细胞培养方法,因为3D细胞培养更类似于细胞的体内环境,并提供了更准确和可靠的预测和分析细胞行为的方式。但是,随着研究人员寻求创建越来越复杂的3D结构,寻找解决结构和材料工程挑战的解决方案变得越来越重要。生物3D打印已成为一种工程化复杂3D组织以进行体外药物发现研究的强大技术。CELLINK提供了广泛的用户友好和灵活的生物3D打印系统,旨在提高无菌性,精确度和多功能性。此外,该公司的生物墨水是世界上第一个通用生物墨水,旨在通过任何生物3D打印系统打印复杂的3D人体组织构造。该生物材料具有出色的生物相容性,细胞活力,可印刷性和一致性,可以用多肽和生长因子进行修饰,以开发出一系列定制的生物墨水配方,以满足各种应用需求。健康有活力的细胞是任何成功的生物3D打印和细胞培养应用必不可少的组成部分。龙沙(Lonza)提供了广泛的高质量人源的原代细胞和培养基,专门开发用于提高实验的可靠性和有效性。所有细胞均经过道德检验,并通过全面的质量控制测试进行了身份验证,同时针对每种细胞类型对培养基进行了优化,以支持最佳并一致性生长并维持组织特异性的特征。
  • 哈佛华人团队结合冷冻电镜和AlphaFold揭示核孔复合体精细结构 有望成为结构生物学新规范
    “我们通过冷冻电镜技术拿到了核孔复合体高分辨率的密度图。然后借助于 AlphaFold 结构预测,搭建出核孔复合体胞质环的精细模型。通过原子模型,为解释细胞核的运输机制,理解细胞生命活动的基本过程提供了重要的结构基础,同时也能为非常多相关的疾病提供重要的线索。”美国国家科学院院士、哈佛大学医学院生物化学及分子药理学教授团队表示。6 月 10 日,该课题组在 Science 上发表题为《核孔复合体胞质环的结构》的论文 [1]。图 | 相关论文(来源:Science)董颖、皮雄、彼得罗丰塔纳(Pietro Fontana)担任共同第一作者,吴皓担任通讯作者。图|吴皓(来源:吴皓个人主页)利用单颗粒低温冷冻电子显微镜和 AlphaFold 预测,确定了来自非洲爪蟾卵母细胞中一个接近完整的结构对于在该研究中 AlphaFold 所起到的作用,董颖表示,此次解析的核孔复合体(NPC,nuclear pore complex)是真核生物中最大的膜蛋白复合物之一,它位于核膜上,介导核膜内外的物质转运。由于其分子量巨大,组成成分复杂,动态变化多样,这使得电镜解析图谱的分辨率很有限(6-7 埃),并且搭建分子模型困难重重。但是 AlphaFold 的出现很好地弥补或一定程度上解决了图谱分辨率不足的问题,它可以预测很多没有结构的蛋白亚基,从而补充解释蛋白复合物结构里缺失的结构单元的高分辨信息;还可以预测部分亚基相互作用界面,从而说明亚基作用的结构基础以及生物学意义。另一方面,AlphaFold 预测也并非万能,它给出了诸多的可能性之后,课题组也需要理性分析哪一种结果最为合理,最能解释得清楚相关生物学现象。论文共同作者皮雄表示:“AlphaFold 能够预测出相互作用的蛋白亚基,与我们通过冷冻电子显微学计算出来的比较相符,从而大大方便了我们确定相互作用的蛋白亚基,进而加速我们模型搭建的过程。”图 | 皮雄(来源:皮雄)据悉,核孔复合体是细胞质和细胞核之间双向物质运输的管道。该团队利用单颗粒低温冷冻电子显微镜和 AlphaFold 预测,确定了来自非洲爪蟾卵母细胞的核孔复合体胞质环的一个接近完整的结构。使用 AlphaFold 预测核孔蛋白的结构,并以突出的二级结构密度作为指导,将核孔蛋白的结构拟合到中等分辨率的图谱中。利用 AlphaFold 进行复杂的预测,还可以进一步建立或证实某些分子间的相互作用。课题组鉴定了 Nup358 的 5 个拷贝的结合模式,这是最大的核孔复合体亚基,具有 Phe-Gly 重复序列,并预测它包含一个线圈-线圈结构域,在一定条件下可能作为成核中心辅助核孔复合体形成。核孔复合物是真核细胞核膜中的分子管道,可以调节细胞核和胞质溶胶之间生物分子的进出口,脊椎动物核孔复合体的分子量约为 110 至 125 MDa,直径约为 120 nm。核孔复合体被分为四个主环:胞质侧的细胞质环(CR,cytoplasmic ring),核膜平面上的内环(Inner Ring, IR)和管腔环 (Luminal Ring, LR),以及面向细胞核的核环 (Nuclear Ring, NR)。每个环具有相似的八重对称,并由不同的核孔蛋白的多个副本组成。核孔复合体参与了许多生物过程,其功能障碍与越来越多的严重疾病有关。尽管在过去的 20 年里,许多团体进行了开创性的研究,但人们仍然缺乏对核孔复合体的组织、动态和复杂性的充分理解。图 | 董颖(来源:董颖)(来源:Science)预测核孔复合体中最大的蛋白 Nup358 具有 s-形球状结构域此次研究中,该团队使用非洲爪蟾卵母细胞,作为结构表征的模型系统,因为每个卵母细胞都有大量的NPC颗粒,因此这些颗粒可以在没有去垢剂提取的帮助下,在天然核膜上可视化。据悉,课题组使用单颗粒冷冻电子显微镜,来分析不同倾斜角度的数据并进行三维重建,之后用 AlphaFold 进行模型构建和结构预测,重建了 X.laevis NPC 的 6.9 和 6.7埃分辨率的全 CR 原聚体和一个核心区域,并使用 AlphaFold 预测了单个核孔蛋白的结构。对于任何模糊的亚基相互作用,该团队也预测了复杂的结构,这进一步指导了 CR 原聚物的模型拟合。他们将核孔蛋白或复杂结构置于 CR 密度中,以获得一个几乎完整的 CR 原子模型,由内部和外部 Y复合物、两个 Nup205 拷贝、两个 Nup214-Nup88-Nup62 复合物拷贝、一个 Nup155 和 5 个 Nup358 拷贝组成。值得注意的是,课题组预测了核孔复合体中最大的蛋白 Nup358 具有 s 形球状结构域,一个线圈结构域和一个含有苯丙氨酸-甘氨酸(FG)重复序列的 c 端区域,而先前显示形成的一个凝胶样的凝析相,可用于选择性物质通道。其中,四个 Nup358 拷贝夹在内部和外部 y 复合体周围以稳定 CR,第五个 Nup358 位于夹子簇的中心。另据悉,AlphaFold 还预测了一个同源低聚物,可能是 Nup358 的五聚体、卷曲螺旋结构,这可能为 Nup358 募集到核孔复合体提供亲合力,并降低 Nup358 在核孔复合体生物发生中凝聚的阈值。可以说,此次研究提供了一个整合的低温冷冻电子显微镜和结构预测的例子,可作为从中等分辨率密度图中、获得更精确的兆道尔顿蛋白复合物模型的新方法。该论文提出的更准确、以及几乎完整的 CR 模型,扩展了他们对NPC分子相互作用的理解,代表了向完整的NPC分子结构迈出的实质性一步,对NPC的功能、生物发生和调控具有影响。(来源:Science)有望成为结构生物学的规范该团队在论文中表示,几乎完整的 NPC CR 模型揭示了其内部的分子相互作用及其生物学意义。CR 组装的一个意想不到的方面是,他们观察到了 Nups 之间的组成和绑定模式的不对称性:其一,两个 Y 配合物之间的构象差异;其二,两个 Nup205 分子与 Y 配合物的结合模式不同;其三,两个 Nup214-Nup88-Nup62 配合物并排放置;其四,5 个 Nup358 配合物具有不同的结合模式。因此,这种不对称性是代表 CR 的基础状态、还是由放线菌素 D(Actinomycin D,ActD) 的结合引起的,以及它是否会是 NR、IR 或 LR 结构中的共同特征?这将是一个很有趣的问题。而研究人员的 X.laevis NPC 样本来自单倍体卵母细胞,这可能与体细胞中的核孔复合体有更大的不同。该团队认为,Nup358 的多个拷贝、及其低聚卷曲螺旋关联,解释了其在细胞质中卵发生过程中,作为NPC组装的关键驱动因素的作用,这不同于有丝分裂后和较慢的间期NPC组装。这一过程发生在内质网(ER,endoplasmic reticulum)的堆叠膜片上,称为环状膜层(AL,annulate lamellae),其苯丙氨酸-甘氨酸(FG,Phenylalanine-glycine)重复序列中的 Nup358复合物作为紧固件,从开始空间就可指导核孔复合体生物发生。这说明,Nup358 的低聚结构可能会降低 Nup358 复合体形成的阈值,从而有助于解释其在不同 Nups 中的成核作用。此外,课题组还提出了一种综合的方法,利用冷冻电子显微镜和 AlphaFold 结构预测的最新发展,从而带来了更精确的核孔复合体建模。在学界最近发表的论文或预印本论文中,也使用了类似的方法来确定核孔复合体的结构。AlphaFold 预测与传统结构建模不同,这是基于人工智能的建模方式。实现高分辨率的目标,是获得尽可能好的最佳模型。而在建模过程中,包含来自 AlphaFold 的信息,可能类似于该领域之前对立体化学约束所做的事情。随着复杂预测的能力更加普遍,该团队预计这种方法不仅有助于新结构的建模,而且有助于重新绘制以前的中分辨率低温电子显微镜图,成为结构生物学的规范。(来源:Science)董颖表示:“很多时候,我们采取科学的验证方式——用一系列生化实验对 AlphaFold 预测结果进行反向验证。我们利用人工智能,冷冻电镜与传统生物化学综合研究方式,推动了我们对复杂、动态的生物大分子的结构和功能的进一步理解。由此可见,AlphaFold 的出现给我们研究科学问题的方式也带来了革命性影响。我们在未来的科学研究中,只要大胆尝试,多方位思考,总能碰撞出美妙的火花!”担任论文共同作者的傅天民,目前在俄亥俄州立大学药学院,担任生物化学与药理学助理教授。其表示,该课题由他之前在吴皓教授实验室发起。他介绍了该研究的背后故事:2019 年初,吴皓教授与实验室的学生们,在佛罗里达参加美国生物化学与分子生物学年会。会后,吴老师带着学生们去吃火锅,饭桌上大家聊起结构生物学最重大的问题还有哪些,傅天民提出核孔复合物的结构是一个重要且没完全解决的问题,这个提议得到了吴皓教授的支持。回到波士顿后,王隆飞打算用酵母细胞来研究核孔复合物,傅天民则着手用非洲爪蟾的卵母细胞来研究。之所以选定爪蟾卵母细胞主要因为这类细胞易于获取,而且细胞核上有丰富的核孔复合物。后来,傅天民要去俄亥俄州立大学建立自已的实验室,课题转交给两个新来的博后董颖和 Pietro,他们两个紧密合作,克服了一系列技术难题,初步拿到了一些高质量的样品,收集了一些数据。随后,皮雄博士加入课题。皮雄博士和董颖博士通过大量的数据处理,为冷冻样品优化提供了正确的方向。最后通过大家几个月不懈的努力,利用进一步优化的高质量样品,收集了几万张冷冻电镜照片。最终皮雄博士通过冷冻电镜三维重构技术得到了高分辨率的密度图。Alex 利用 AI 结构预测对结构模型搭建起了重要作用。吴皓教授整个过程的支持、指导是课题得以成功的决定力量。董颖表示:“NPC是我进入吴老师实验室的第一个课题。现在回想起来整个研究经历都有些百感交集。当时我们‘白手起家,从零开始’。我从未接触过动物实验,我只能查找文献,自己摸索一切实验流程。中途可谓困难重重,我时常在解剖镜前解剖蛙卵,铺膜制样,一坐就是一整天。制样优化样品周期很长,我们寻找了各式各样的载网(因为不是所有载网在高角度拍摄的条件下都稳定),我做了很多载网稳定性的分析,光是优化样品就花了半年多。优化中途,陆续已有相关研究报道出现,当时我们整个团队几乎都要放弃。就在这时,皮雄博士通过大量的计算,得到了七埃左右分辨率的密度图。同时吴老师提议我们为模型搭建寻找新的切入点——恰逢AlphaFold横空出世,我们一不做二不休,立刻开启寻找冷冻电镜与AlphaFold对接的可能。”经过几个月没日没夜的计算、预测、模型搭建,课题组惊奇地发现新的研究方式带来了意想不到的研究结果。功夫不负有心人,最终他们非常有幸地与来自不同研究组的科学家们同台展示了研究结果。皮雄表示:“核孔复合体作为细胞生命活动的‘南天门’,严密调控着细胞的生命活动。作为一个功能如此复杂,形态巨大的复合体,它的精细结构是如此的严密和复杂。拿到它的精细结构也是非常困难。作为一个如此困难的课题,需要团队每个成员紧密合作,协同前进。每一部分工作都包含了团队每个成员的巨大努力。研究中,我主要负责冷冻电镜的数据处理,拿到高分辨率的核孔复合体的密度图,同时也参与了冷冻样品的优化。”(来源:Science)对于该成果的应用,董颖表示:“已经有相关研究报道说明NPC结构和功能的异常和许多疾病相关,例如神经退行性疾病阿尔兹海默症,介导了一些病毒如HIV的入侵,甚至会诱导一些癌症的发生。由于核孔复合体介导了很多重要物质的转运,其研究一直是近几年来科学界研究的一大热点。目前针对它的研究还处于相对基础的阶段,这主要受到它的复杂性,和动态性的局限。但就它推广到应用的可能性来讲,我认为只要我们能够把它‘看’得足够清楚,运动的原理理解的足够清楚,我们就有可能对它进行靶向药物设计,调节它的底物转运。给治疗人类疾病提供更多可能。最近几年来随着冷冻电镜技术和人工智能的进步,相信二者能共同推动其成为新兴药物靶点,逐步应用到疾病治疗。”对于后续计划,董颖表示:“我们队 NPC 的研究还只是冰山一角,后续有很多有趣的研究方向——现举几个例子:(1)由于核孔复合体底物众多,但出核和入核的底物的识别和转运机制如何?NPC 转运物质的孔道呈现有趣的胶状结构,这一结构高度动态,很可能在底物转运过程中发生相分离,我们可以借助单分子荧光标记来细化这些转录途径。(2)研究 NPC 的某些特定的活动状态,已经有研究报道酵母中可能存在多种 NPC 的状态和组装形式,这些结构组成具体参与了怎样的生物学功能还不清楚。(3)NPC 组装和解聚如何发生,特定组装状态下有哪些多辅助分子参与稳定其状态,这些我们可以联合质谱技术来鉴定新的作用亚基。”澳大利亚莫纳什大学药物科学研究所曹剑骏评价称,在本文中,该团队首先利用核孔复合体在非洲角蟾卵母的极高丰度这一特质,对天然膜环境中地核孔复合体进行直接观察,避免了可能存在人为纯化干扰。同时,课题组使用倾斜样品的方式,解决了膜蛋白样品在膜中的受限的角度分布,从而实现蛋白结构的三维重建。此过程中,该团队以令人敬佩的毅力手工选取了 20 万单颗粒样品,以实现整个核孔复合体的低分辨率(19 埃)结构,并集中于胞质环的局部结构解析得到中等分辨率(~7 埃)的电子云密度图。但这一分辨率依旧只能辨别大致的二级结构特征,而存在建模困难。因此,该团队尝试借助最新的 AlphaFold 基于序列的结构预测功能,由单个亚基、多亚基局部预测出发,实现整个胞质环的结构解析。该团队同时将基于 AlphaFold 的结果与传统的同源结构预测相对比,为蛋白结构工作者提供了一个优秀范例,展示了如何借助 AlphaFold 这一新工具解析未知蛋白结构。研究中,课题组同样也得到了核内环的信号,但是尚未得以解析,想来将来会由相应的工作面世,从而完备整个核孔复合物的结构信息。同时,该论文的蛋白结构分辨率受制于天然核孔结构的非均一性和单颗粒的人工手动筛选通量,而后者有希望得到 AI 辅助单颗粒筛选软件的帮助,从而解放研究人员双手实现以更多的单颗粒数据收集,最终有望解析出各类不同状态的核孔复合体结构,进一步阐述这一精妙的分子复合体的调节机制。-End-支持:Ren参考:1、Pietro Fontana et al., Structure of cytoplasmic ring of nuclear pore complex by integrative cryo-EM and AlphaFold. Science (2022) DOI: 10.1126/science.abm9326
  • 这一重大仪器原创成果或将改变脑科学研究方式!可实现单细胞完整形态全脑三维成像
    光学显微镜至今已有三百多年的历史,从观察细胞的初代显微镜发展到如今打破分辨率极限的超分辨显微镜。近年来,生命科学领域蓬勃发展,对显微成像技术不断产生新的需求,光学显微镜不断向更高分辨率、快速成像、3D成像等高端技术方向发展。我国高端光学显微镜市场长期处于被国外产品垄断的局面,许多关键核心部件依赖进口。令人欣喜的是,近五年来,市场上涌现出多种国产高端光学显微镜,包括超分辨显微镜、双光子显微镜、共聚焦显微镜、光片显微镜等,逐渐打破当前市场格局。基于此,仪器信息网特别制作“破局:国产高端光学显微镜技术‘多点开花’”专题 ,并向国产光学显微镜企业广泛征稿,以了解各企业主要高端光学显微镜产品技术特点和发展进程。本篇为武汉沃亿生物有限公司(以下简称“沃亿”)供稿。自2013年起,沃亿生物先后多次购买骆清铭院士和龚辉教授带领的MOST团队(以下简称MOST团队)技术专利,推出BioMapping1000、BioMapping3000、BioMapping5000和BioMapping9000显微光学切片断层成像(MOST)技术/荧光显微光学切片断层成像(fMOST)技术的系列仪器设备,在国内外得到广泛应用。仪器信息网: 请回顾一下贵公司光学显微镜技术的发展历程。沃亿生物的光学显微镜技术是来源于骆清铭院士和龚辉教授带领的MOST团队发明的显微光学切片断层成像系列技术(MOST /fMOST)。MOST团队从2002年开始,经过近十年的努力、自主研发了拥有自主知识产权的显微光学切片断层成像技术(MOST),通过从理论、方法到仪器的系统性研究,建立了一套完整的技术体系,解决了厘米尺度样品的三维亚微米高分辨成像难题,在此基础上获得了世界上第一套小鼠全脑高分辨率图谱,相关成果发表于2010年Science杂志。为满足不同的科研需求,MOST团队进一步发展了具有不同成像特点与系统性能的fMOST系列成像技术。2013年,MOST团队建立了荧光显微光学切片断层成像(fMOST)技术,实现了单神经元水平的荧光小鼠全脑三维连续成像,并首次实现了单神经元轴突的长程追踪。2016年,MOST团队建立了一种类似全球定位系统(GPS)的全脑定位系统(BPS),实现对荧光标记的单神经元及其共定位细胞构筑信息的双色同时成像,达到在单细胞分辨的三维精准定位下获取神经元的三维完整形态,为神经元分类问题研究提供了可靠的形态学数据,相关结果发表在Nature Communications杂志上。2021年3月,MOST团队在Nature Methods杂志发表了高清晰荧光显微光学切片断层成像(HD-fMOST)技术,利用线照明调制显微成像新原理,实现了高分辨率、高通量、高清晰度、高鲁棒性的全脑三维成像,解决了神经元胞体与突起纤维信号亮度差异极大的探测难题,做到了“在太阳旁边观察星星”。2013年,通过教育部直属高校科研成果公开挂牌交易转让的方式,沃亿生物购买了MOST系列技术的专利。专利买回来后,沃亿生物组织力量开始消化技术,不断去打磨细节、积累经验、调整方案,耗时四年,历经3个重大版本更新,成功推出BioMapping1000产品,实现从原理机到高端科研仪器的转变。该产品适用于Golgi、Nissl、HE等传统组织染色方法,实现对大尺寸生物组织样品的高分辨率三维连续成像,是获取生物组织三维精细结构信息的理想工具,可用于果蝇、斑马鱼、小鼠、大鼠、灵长类等模式动物及人体组织的神经、血管等不同结构特征的成像。BioMapping 1000显微光学切片断层成像仪此后,沃亿生物经过近十年的精细打磨,又先后推出了适用于荧光全脑成像的BioMapping3000、BioMapping5000与BioMapping9000系列产品。该系列仪器稳定性高、鲁棒性强,具有长时间不间断的三维数据采集能力,特别适用于自动获取全脑内神经环路投射路径及其细胞构筑信息。仪器信息网: 当前贵公司主推的产品和技术有哪些。贵公司在高端光学显微镜方面有哪些独具优势的技术? 沃亿生物主要产品为基于MOST系列技术的BioMapping1000、BioMapping3000、BioMapping5000、BioMapping9000,以及配套应用于MOST/fMOST成像的技术服务,包括全脑神经投射、跨尺度血管网络、三维胞体定量分析、单细胞形态学分析、空间蛋白定位、多方位三维成像。沃亿生物的光学显微镜技术最大的亮点是完全基于由我国科研团队发明的原创技术进行成果转化。BioMapping3000设备基于数字微镜阵列的结构光照明调制显微成像方法,具有宽场大容积层析成像的高通量多通道特点,结合转基因小鼠、荧光染料、腺相关病毒(AAV)示踪等荧光标记技术,实现突起级别的三维高分辨荧光成像,适用于神经元和血管的双色成像、形态分析及神经元长程投射追踪、介观神经联接图谱分析、血管网络分析等。BioMappping5000设备采用时间延迟积分(TDI)成像方式,通过对样本的多次曝光和信号累积,在保证高速成像的同时可实现高信噪比的成像,并结合创新性的化学成像样品处理方法可获得高轴向分辨率,实现对全脑树突棘分布的精细成像。BioMapping9000是基于斜光片成像与振动切片结合实现单细胞分辨率的全脑三维快速荧光成像仪器,与前述其他产品相比,具有成像速度更快的优势,能快速获取与分析全脑荧光数据,适合对批量样本进行高效筛选。仪器信息网: 请介绍一下贵公司主推的光学显微镜当前的市场现状如何?整体技术发展趋势如何?从各国脑计划的开展过程可以看到,一系列新型显微成像技术的诞生也在不断帮助生物科学家们拓宽研究场景,进行更深层次的探究。例如,超高分辨光学显微镜突破了光学衍射的极限,在FISH原位杂交等单分子成像领域展现了实力;双光子显微镜更适用于组织深层成像,实现了小型化长时程活体成像。全脑光学成像技术是近10余年新兴的技术领域,利用光学的方法以亚细胞分辨率获得全脑的三维精细结构,在助力脑介观联接图谱的绘制方面独具应用价值。MOST系列技术以高分辨率成像质量为技术特色,在这一领域处于全球领先地位。经过与国内外知名科研院所开展的广泛合作与应用,相关技术路线逐步成熟,已形成了从样本制备、三维成像到数据处理的全链条解决方案,备受合作伙伴的好评与认可,也是目前全脑介观联接图谱绘制的主流技术。基于MOST技术的沃亿生物BioMapping系列设备,也在国内外得到广泛应用,特别是在华中科技大学苏州脑空间信息研究院落地应用,已开始“以工业化的方式大规模、标准化地产生数据并绘制脑图谱,将改变神经科学已有的研究方式”。仪器信息网: 贵公司高端光学显微镜在生命科学研究中有哪些应用?沃亿生物的BioMapping系列产品可用于生物组织样品的单细胞分辨率三维精细结构及空间定位成像,特别是大尺寸样品。可应用于多物种研究,如小鼠、大鼠、树朐、雪貂、猪、猴、人等;可应用于不同器官研究,如脑、脊髓、眼球、肝脏、心脏、肠等;可应用于不同研究模型,如正常模型、疾病模型、发育模型等。MOST/fMOST系列技术已经在神经生物学、发育生物学、肿瘤生物学等领域发挥着重要作用,相关应用成果在Science、Nature等国际知名学术期刊多次发表。通过沃亿生物的BioMapping系列产品,科学家们可以结合Golgi、Nissl、HE等传统组织染色方法和转基因小鼠、免疫染色、荧光染料、腺相关病毒(AAV)示踪等荧光标记技术,以亚细胞分辨率开展大尺寸样本的三维信息获取。依靠这些技术,可以进行全脑任一脑区单细胞形态学分析、三维胞体定量分析、长程和局部神经投射分析;建立哺乳类动物全脑介观立体定位三维脑图谱,绘制脑内不同类型神经元的空间分布图谱及输入输出神经联接图谱,建立模式动物介观脑联接图谱及其数据库。此外,还可以通过对蛋白空间定位分析,绘制具有单细胞分辨率的蛋白表达空间分布图谱,助力脑科学、类器官发育和毒理学相关研究;通过跨尺度的血管网络分析、药物空间分布评估,从脑组织到全器官,从形态学研究到病理机制研究,多方位的三维成像分析,助力血管疾病相关的发病机理和药物研发等研究。还有更多潜在的应用场景,等待我们与合作伙伴一起去开发和展示。可以说,亚细胞分辨率全器官尺度的三维光学成像技术为生物学家打开了一扇窗,可以从三维立体的角度审视相关生命现象,为回答重要的生物学问题提供新的依据。仪器信息网: 从整个行业的角度,对于目前的高端光学显微技术,您比较看好哪些?还有哪些问题亟待解决?现有的高端光学显微技术,特别是全脑光学成像技术主要还是应用在小鼠、大鼠、果蝇等小型模式动物上。我们认为科学研究的最终目标还是要解析人,其中人类大脑皮层约是小鼠的1000多倍,这对技术工具提出了极大的挑战。要实现这一终极梦想,能够对大体积样品进行高分辨成像的完整器官三维光学显微成像技术是关键领域。特别适用于大尺寸生物组织成像的MOST技术,因采用机械切削的方式打破成像深度限制,扩展到人体器官尺度的三维光学成像,相较于其他无需切削的同领域技术将更有优势。当然我们也注意到从小型模式动物的全脑成像跨越到人脑或人体组织器官的三维整体成像,还是有许多技术问题有待解决。例如样本标记技术,不同于模式动物,适用于人体组织器官的标记技术相对较少,转基因、病毒示踪标记等先进的标记技术都无法直接使用,均一、高效的大体积染色技术将值得尝试与探索。扩展到人的完整器官成像,成像范围提高了几个数量级,超大体积样本的制备、成像设备的数据采集效率优化及长时程稳定性、随之而来的PB级数据存储及处理分析等,都将是亟待解决的巨大挑战。仪器信息网: 从整个行业的角度,您如何评价目前高端光学显微镜的应用情况?应用过程中还有哪些亟待解决的问题?未来光学显微镜应用将会如何发展?目前得益于生命与健康领域的蓬勃发展,高端光学显微镜得到越来越多的关注与重视,已逐渐在各大科研院所、医疗机构等普及。全脑三维光学成像技术作为其中典型代表之一,也得到了广泛的应用空间。在推广应用的过程中,我们体会到将学术成果快速转化成商业化、实用性强的设备及解决方案,还存在很多挑战。一项新的技术诞生后,如何展示出独特的应用价值,如何向生物学家快速普及相关知识,如何提高设备的易用性使之成为具有普适性的科研工具,从而广泛应用于更多的科研领域及范围,都是值得我们深入思考并积极寻求解决方案的。我们相信,未来全脑光学成像技术在提高分辨率、成像速度、成像质量、成像范围的基础上,结合体外、体内等功能研究,将广泛应用于不同组织、器官样本的整体三维精细成像,服务于生命科学、医学、农业、材料学等不同领域。 仪器信息网:您如何看待国产光学显微镜生产商和进口品牌厂商的差距? 目前国内在高端光学显微成像技术的研发上,与国外科研单位的实力越来越接近,甚至在部分领域占据领先地位。然而,整体来说国产光学显微镜,与国外同类产品相比还有一定差距,纯国产化之路还很漫长,尚需在与进口品牌厂商合作交流过程中不断学习并加强技术创新,在软件应用特别是数据分析软件中重点投入或许可以在短时间内实现弯道超车。我们作为高端光学显微镜的国产厂商,深感责任重大,愿意为“光学显微镜中国造”贡献自己的一份力量。仪器信息网: 您认为,未来几年高端光学显微镜的热点市场需求有哪些?未来几年高端光学显微镜的热点市场需求将集中于生物医药、疾病和神经科学等细分领域的高分辨、高通量的全脑三维成像、大尺寸生物组织完整成像(小型模式动物的外周系统或完整个体的整体成像,猴、猪、人等的组织器官成像)、多维度活细胞动态成像、细胞器超分辨成像、动物活体深层成像等。除了成像设备本身,配套的样本标记技术、样本包埋技术、成像数据采集、数据分析与管理等科研服务也有着巨大的市场需求。无论是显微光学切片断层成像技术(MOST)还是荧光显微光学切片断层成像技术(fMOST),沃亿生物作为BioMapping系列设备的生产厂商,不仅进行设备销售,还提供从样本制备、数据采集到数据分析及交付的高分辨率三维结构成像全流程技术服务,相信未来一定能为更多的客户和合作伙伴们提供高质量的产品和全方位的服务。
  • 原生环境质谱直接从组织中分析高达145kDa的完整内源性蛋白质组装体
    大家好,本周为大家分享一篇发表在Anal Chem上的文章,Native Ambient Mass Spectrometry Enables Analysis of Intact Endogenous Protein Assemblies up to 145 kDa Directly from Tissue [1]。该文章的通讯作者是来自英国伯明翰大学的Helen J. Cooper教授。非变性原位质谱(native ambient mass spectrometry, NAMS)是一种新型的自上而下质谱分析方法。它结合非变性质谱和原位质谱的优势,可直接在蛋白质及其复合物的生理环境中进行对其进行无标记表征。NAMS可提供蛋白质结构、空间及瞬时相互作用的信息,具有直接从组织中分析内源性蛋白质组装体的巨大潜力。但是,目前,NAMS仅成功应用于直接检测低分子量 (20kDa) 或高丰度的蛋白,如血红蛋白四聚体或RidA 同源三聚体。目前应用于组织中蛋白质NAMS分析的技术有液体萃取表面分析(LESA)与纳喷雾解析电喷雾电离 (nano-DESI) [2]。LESA需要对组织底物进行自动微液节点采样,然后进行纳喷雾电离(nanoESI)进行MS分析。nano-DESI则通过探针与流动相形成流动溶剂桥,与样品直接接触,之后进行质谱分析成像。在本研究中,作者采用NAMS对大鼠脑、肾、肝组织切片中的蛋白质组装体进行全面分析。主要通过调整质谱仪中的离子光学和气体压力以改善m/z传输与纳喷雾性能,来实现对较大蛋白质组装体的分析。结果鉴定出八种蛋白质组装体,证明了NAMS的可及分子量高达145kDa,并通过nano-DESI质谱成像在大脑和肾脏中绘制了高达94kDa的蛋白质组装体的空间分布。在脑组织中,作者通过nano-DESI NAMS绘制了大鼠大脑切片中分子量为37.0–66.4kDa的完整蛋白质复合物的空间分布以及对应的质谱图(图1a,b)。实验成功鉴定并成像出大鼠脑组织中三种蛋白质组装体,包括同源三聚体细胞因子巨噬细胞迁移抑制因子 (MIF, 37.0kDa)、同源二聚体磷酸甘油酸变位酶1 (PGAM1, 57.6kDa)和苹果酸脱氢酶2 (MDH2, 66.4kDa)。结果发现,MIF在整个脑组织区域是均匀分布(图1c)。作者通过nano-DESI-HCD MS2分析产生的单体 (5+、4+) 和二聚体 (5+) 亚基和序列离子的谱图,识别出MIF(图1d)。作者还利用nano-DESI-HCD MS2成功识别出PGAM1,并发现PGAM1在大脑皮层区域中显示出高丰度,而在中脑和胼胝体中的丰度较低(图1e,f)。相比之下,MDH2在脑组织中的空间分布基本均匀(图1g,h)。检测到的结果与蛋白在大鼠脑中的实际分布相符合,可信度较高。图 1. 离子图像和 HCD MS2光谱表明大鼠脑中蛋白质复合物的亚基解离。(a) H&E染色的连续组织切片的光学图像。标签:Ce,小脑;C,大脑皮层;CC,胼胝体;F,穹窿;V,侧脑室区;Mb,中脑;Me,髓质和脑桥;H,海马;Th,丘脑;Ht,下丘脑;BG,基底神经节;OR,嗅觉区域。(b) Nano-DESI 全扫描质谱,代表光学图像中标记为“(b)”的像素。(c,d)巨噬细胞抑制因子同源三聚体显示均匀分布。(e,f)PGAM1同型二聚体分布。(g,h)MDH2同型二聚体分布。此外,作者在大鼠肾脏中鉴定了四种同源二聚体蛋白组件(61.2-94.2kDa),包括ω-酰胺酶 (61.2kDa)、MDH2 (66.4kDa)、苹果酸脱氢酶1 (MDH1, 72.8kDa) 和α-烯醇化酶 (94.2kDa),并将其成像(图2)。其中观察到的α-烯醇化酶为金属结合形式,每个亚基上结合了2个Mg 2+离子。图 2. (a)大鼠肾脏的H&E染色连续切片显示皮质(C)和髓质(M)组织。(b)在MSI期间获得的大鼠肾皮质组织中单个nano-DESI 像素的示例全扫描质谱。(c, d)α-烯醇化酶同型二聚体。(e, f)苹果酸脱氢酶1。(g, h) MDH2同型二聚体。(i, j) ω-酰胺酶。研究还从大鼠肝组织中鉴定出同型三聚体鸟氨酸转氨甲酰酶(OTC,108.8kDa)和同型四聚体乳酸脱氢酶A(LDHA,145.4kDa)(图3)。其中,在全扫描模式下,nano-DESI可以检测到145.4kDa的LDHA的较弱信号。通过nano-DESI-PTCR MS2的进一步确认,检测到的物质确实为LDHA。图3. (a) 直接来自大鼠肝组织的完整OTC同源三聚体的nano-DESI-PTCR MS 2。(b) 完整OTC同源三聚体的nano-DESI-HCD MS 2显示亚基质量为36.2kDa。(c)完整LDHA同源四聚体 (145.4kDa)的nanoESI-PTCR MS2。(d)完整LDHA 同源四聚体的nanoESI-HCD MS2。在此研究中,作者成功利用NAMS质谱分析方法,直接从组织中检测并鉴定出内源性蛋白质组装体,分子范围为37.0-145.4kDa,包括二聚体、三聚体以及四聚体。其中检测到的上限(145.4kDa)超出LESA MS报道的质量上限的两倍,比nano-DESI 报道过的质量上限高出100kDa。通过调整离子光学和高m /z的气体压力,或者后续仪器和方法的开发,NAMS有可能进一步突破145.4kDa的上限,检测到分子量更大的蛋白组装体。[1]Hale OJ, Hughes JW, Sisley EK, Cooper HJ. Native Ambient Mass Spectrometry Enables Analysis of Intact Endogenous Protein Assemblies up to 145 kDa Directly from Tissue. Anal Chem. 2022 Apr 12 94(14):5608-5614.[2]Hale OJ, Cooper HJ. Native Mass Spectrometry Imaging and In Situ Top-Down Identification of Intact Proteins Directly from Tissue. J Am Soc Mass Spectrom. 2020 Dec 2 31(12):2531-2537.
  • 最新!马光辉、杨培东、鲍哲南等科学家当选为2021年中国科学院院士(附完整名单)
    今日,根据《中国科学院院士章程》《中国科学院院士增选工作实施细则》等规定,2021年共选举产生中国科学院院士65人,其中中国女性科学家5人。在新当选中国科学院院士中,数学物理学部12人,化学部11人,生命科学和医学学部10人,地学部9人,信息技术科学部10人,技术科学部13人。新当选院士平均年龄57.4岁,最小年龄45岁,最大年龄68岁,60岁(含)以下的占76.9%。院士队伍结构得到进一步优化,特别是通过特别推荐评审机制,国防和国家安全领域有5人当选,新兴和交叉学科领域有3人当选。完整名单点击查看:2021年中国科学院院士增选当选院士名单公布化学部共新增11人,中国科学院过程工程研究所马光辉研究员是本次当选的5位中国女性科学家之一。马光辉研究员马光辉研究员,女,1964年9月生。博士生导师,生物材料工程创新团队首席。国家杰出青年基金获得者(2001年),中国颗粒学会副理事长,中国化工学会生物化工专业委员会副主任委员,中国生物工程学会理事,国际期刊J Microencapsulation、Front Chem Sci Engin编委。1984年公派去日本读大学本科,1988年获得日本群马大学纤维高分子工学学士学位,1990和1993年分别获东京工业大学高分子工学硕士和博士学位。1994年-2001年任东京农工大学生物系统应用科学研究科的Assistant Professor,任中科院过程工程所研究员,2005-2013年任中国科学院过程工程研究所副所长,2002年-至令历任生化工程国家重点实验室副主任、常务副主任,主任。研究方向为均一生物微球和微囊的制备及其在生化工程和医学工程中的成用,研究和开发用于生化分离、药物载体、 免疫佐剂(疫苗递送系统)、细胞培养微载体、酶固化载体等创新声品。取得了以下创新成果:1) 发明了尺寸均一生物微球和微囊的制备方法,实现了0.1-100微米内的尺寸可控,并成功研制出制备设备,改变了传统方法无法制备尺寸均一微球微囊的难题,建立了完整的尺寸均一生物微球和微囊制备开台。2)对微球的结构控制进行了系统研究制,制备出中空、单眼、超大孔等多种结构和不同材料的微球和微囊,并系统研究了结构与生物应用效果的关系,获得独特的应用效果。3)解決了高粘度多糖材料微米、纳米尺度的可控制备难题,制备出具有蛋白质吸附功能、细胞附着功能和环境敏感功能的多糖微球及凝胶材料。4)和国内外科研机构及企业合作.成功将独创的微球和微囊技术应用于蛋白质分离、药物缓释、疫苗佐剂、細胞培养,获得了非均一微球无法获得的高效应用效果。根据《中国科学院院士章程》《中国科学院院士增选工作实施细则》《中国科学院外籍院士选举办法》等规定,2021年中国科学院选举产生了25名中国科学院外籍院士。美籍华人科学家杨培东、鲍哲南位列其中。杨培东(Peidong Yang,美国)杨培东,1971年8月出生于中国江苏省苏州市,纳米材料学家,美国艺术与科学院院士、美国国家科学院院士,加州大学伯克利分校化学系S.K.和Angela Chan杰出能源教授和化学教授 ,上海科技大学物质科学与技术学院院长 。1993年杨培东获得中国科技大学应用化学学士学位;1997年获得哈佛大学化学博士学位;1999年进入美国加州大学伯克利分校化学系任教,先后担任助理教授、副教授、终身教授;2001年至2004年连续获得美国阿尔弗雷德斯隆奖;2003年被美国“技术评论”杂志列入世界100位顶尖青年发明家;2004年获得美国材料学会青年科学家大奖,是第一位获得该奖的中国人 ;2007年获得美国国家科学基金会沃特曼奖;2011年入选汤森路透集团遴选的最优秀的100名化学家榜单中第十位,同时入选了10年中最优秀的100名材料科学家中第一位;2012年4月当选美国艺术与科学院院士。2014年出任上海科技大学物质科学与技术学院院长。2015年9月获得美国麦克阿瑟天才奖 。2016年5月当选美国国家科学院院士。杨培东主要研究内容为一维半导体纳米结构及其在纳米光学和能量转化中的应用,包括人工光合作用、纳米线电池、纳米线光子学、纳米线基太阳电池、纳米线热电学、碳纳米管纳米流体、低维纳米结构组装、新兴材料和纳米结构合成和操控。鲍哲南(Zhenan Bao,美国)鲍哲南,1970年出生于中国南京,化学家,美国国家工程院院士 、美国艺术与科学院院士 ,斯坦福大学化学工程系教授。1987年鲍哲南考取南京大学化学系;1995年获得美国芝加哥大学化学系博士学位后进入了贝尔实验室任职;2001年获得贝尔实验室杰出研究人员称号;2004年进入斯坦福大学化学系任教;2007年获得斯坦福大学工程教学女教师优秀奖;2010年底作为创办人之一的C3Nano公司在美国硅谷成立;2011年获得影响世界华人大奖;2015年被选为《自然》杂志年度十大人物;2016年当选美国国家工程院院士;2017年获得世界杰出女科学家成就奖 ;2021年4月当选美国艺术与科学院院士。 鲍哲南一直致力于化学、材料科学、能源、纳米电子学和分子电子学等领域的研究,研究领域涉及能源、有机和高分子半导体材料、传感材料和分子电子器件、纳米电子学 。
  • GE医疗携完整蛋白质研究解决方案亮相第八届中国蛋白质组学大会
    2013年9月7日, 重庆 &ndash 在今天开幕的第八届中国蛋白质组学大会上,GE医疗生命科学部以&ldquo 成功的要素&rdquo (Ingredients for Success)为主题精彩亮相。通过仪器展示、技术培训等多种形式,向参会嘉宾、学者全面展示其完整的蛋白质研究解决方案。 GE医疗此次从&ldquo 探索、 发现、纯化、鉴定、确证&rdquo 五个方面展示了其领先的蛋白质研究解决方案。从组学的解析和修饰的鉴定,到分子及细胞水平的结构与功能的探索,GE医疗都可以提供一系列的世界领先的科研工具,以跨学科的技术与手段,帮助科学家解决蛋白质组学研究中的难题。 GE展台 会议期间,GE医疗展示了AKTA Pure 和AKTA Avant蛋白纯化系统,这两款世界知名的生物大分子纯化系统已经成为基础科研机构和医药企业的必备工具,而其丰富的色谱柱与填料产品,更是为应对分离纯化的各种挑战提供了多样化的选择。就在会议前夕,GE医疗发布了最新的AKTAPure150纯化系统,其系统单泵最高流速可以达到150mL/min,且可以兼容直径范围在70~100mm的工业层析柱。伴随着这款高流速系统的推出,Ä KTApure 系列选择将更丰富,涵盖从实验室级别到小规模工业级别的梯度解决方案,用户可以根据预期的纯化规模选择更为合适贴心的系统。 GE医疗的Biacore与 MicroCal非标记生物物理技术,是全面解析生物分子相互作用的不二选择,此次展示的ITC200从高灵敏的热力学角度解密分子间的相互作用,及其结构和功能,在分子水平上描述相互作用的发生机制,在药物设计、蛋白质和酶工程,以及蛋白质结构等领域有这广泛的应用。此外GE医疗还展出了DeltaVision高分辨活细胞显微镜,DV Elite拥有创新的优秀光学组件,是目前最灵敏的显微镜之一,已成为长时间活细胞成像和研究的利器。 GE医疗员工向参会代表介绍高分辨活细胞成像系统 在大会举办的&ldquo 蛋白质组学新技术培训&rdquo 中,GE医疗生命科学部应用工程师张名昌进行题为&ldquo 如何成功进行荧光Westernblotting实验&rdquo 的技术培训,介绍了运用GE医疗生命科学部的ImageQuant LAS和Typhoon系列成像系统实现荧光WesternBlotting的整体解决方案。同时,还与到场嘉宾一同分享和讨论荧光Western Blotting的实验经验和应用。更多相关信息,请咨询GE医疗生命科学部热线:800-810-9118 或 400-810-9118。
  • 利用自上而下质谱对蛋白质高阶结构和动力学进行时间分辨表征的微流控平台
    大家好,本周为大家分享一篇发表在Analytical Chemistry上的文章,Microfluidic Platform for Time-Resolved Characterization of Protein Higher-Order Structures and Dynamics Using Top-Down Mass Spectrometry [1],文章的通讯作者是北京大学生物医学前沿创新中心的王冠博教授和中国科学院深圳先进技术研究院的门涌帆副研究员。  蛋白质的高阶结构和动力学特性对理解蛋白质的生物学功能和揭示其潜在机制至关重要。自顶向下质谱法(Top-down MS)在完整蛋白水平和肽段碎片水平都能获得结构信息。非变性Top-down MS可以分析蛋白质复合体的结构以及完成亚基鉴定和修饰分析。自顶向下氢/氘交换质谱(Top-down HDX MS)为构象或结合界面分析提供了高空间分辨率,并实现了构象特异性表征。微流控芯片可以为这些质谱工作流程的前端反应提供优越的平台。然而,目前大多数质谱微芯片装置是为Bottom-up或Top-down蛋白质组学设计的。本文中,作者提出了一种用于蛋白质高阶结构和动态Top-down MS分析的芯片设计策略。它适用于时间分辨的非变性质谱和HDX质谱,该设计旨在有效电离完整的蛋白质复合物,灵活控制多种反应物流动,并在较大的流速范围内精确控制反应时间在亚微升/分钟。本文通过对单克隆抗体、抗体-抗原复合物和共存蛋白构象等体系的分析来验证该装置的性能。  TDK-MS(Top-down and kinetic MS)芯片的结构如图1A所示,该方法可以有效电离完整的蛋白质,包括单克隆抗体(mAb)和抗体-抗原复合物(图1 B, C)。  图1. 完整蛋白质和蛋白质复合体在非变性条件下的高效电离  虽然分析蛋白质组合化学计量学和监测构象变化需要保持蛋白质高阶结构和非共价相互作用的完整性,然而为了推导结构信息或在串联MS中展开蛋白质以提高碎裂效率,往往需要不同程度的变性来产生亚复合体,因此变性剂的浓度和变性的时间对变性程度至关重要。本文中,作者采用交错人字微结构(Herringbone microstructure, HM)(图2A, B),并对其性能进行了评估(图2C−E)。如此高的混合效率为进一步微型化芯片混合模块提供了可能。在监测Mb的变性时,作者使用TDK-MS芯片和商用混合三通管平行混合holo-Mb溶液(5 μM)与乙腈(ACN),并比较它们在混合比例变化时的响应(图2F)。TDK-MS芯片在非变性和变性条件之间切换的快速响应通过NIST mAb的变性得到了证明,在向NIST mAb溶液中添加甲酸后,响应时间小于5分钟(图2G)。  图2. 高效混合和快速响应的流体控制  微芯片的灵活通道设计允许引入独立控制的溶液。例如,尽管酸和有机溶剂都能诱导变性,但这两种变性剂同时存在时,对变性途径的影响是不同的。Mb和Hb是血红素蛋白,其中血红素基团分别非共价连接在1条多肽链和4条非共价组装链上,因此这是研究共存复合体解离动力学和亚基构象变化的理想模型。将5 μM holo蛋白溶液与ACN和FA按一定的混合比例依次混合,可以通过解离产物的出现和蛋白质离子电荷态分布的变化来表征复杂的解离和蛋白质的展开。在固定ACN浓度下,随着FA浓度从0.01增加到0.3% (v/v),依次观察到的主要现象是血红素丢失、apo-Mb展开以及折叠的holo-Mb转化为展开的apo-Mb(图3A)。相比之下,在FA浓度恒定的情况下,当ACN从1增加到50%时,Mb主要表现为血红素损失,只有中等程度的apo-Mb展开,这可能是由于展开的部分迅速聚集(图3B)。  图3. (A)增加FA浓度,固定ACN浓度和(B)增加ACN浓度,固定FA浓度时获得的Mb和Hb的质谱图。  在HDX MS检测中,TDK-MS芯片提供了快速和有效的氘代及淬灭,精确控制HDX反应时间,并在2H-标记形式下高效电离完整蛋白质(图4)。  图4. 2H标记完整的(A)Mb、(B)Hb α亚基和(C)Hb β亚基在不同反应时间下的HDX质谱图  由于过大的流速不利于电离效率,并且有可能会增加堵塞或流动中断的风险,因此流速应保持在最佳范围内,这又限制了混合通道中HDX时间的可调节范围,从而影响了HDX动力学分析的灵活性。为了解决这一问题,作者设计了一个具有多个不同长度反应通道的混合模块,在不更换芯片的情况下,除了改变流速外,还可以通过通道切换在更大范围内调整反应时间。在原型芯片中,5个不同长度的通道可以在对蛋白质电离和流动稳定性都最优的流速下,产生从几秒到几分钟不等有效的HDX时间(图5)。  图5. Top-Down HDX MS 分析  本文中作者开发的策略将有利于生物大分子结构的精细分析,并有助于质谱微芯片的方法开发。
  • Science: 目前分辨率最高的NPC中胞质环(CR)亚基的结构
    2022年6月10日,西湖大学施一公团队在Science上在线发表了题为“Structure of the cytoplasmic ring of the Xenopus laevis nuclear pore complex”的最新研究成果,报道了目前分辨率最高的NPC中胞质环(CR)亚基的结构。此前,该团队已成功解析了NPC中核质环(NR)和内环(IR)的高分辨结构,加上此次解析的CR亚基结构,三者共同构成了目前为止最详细且最精确的NPC支架结构模型,为理解脊椎动物NPC的组成、结构、组装以及功能提供了坚实的基础。同时,该模型还提供了多个疾病相关的基因突变在NPC中的位置信息,为疾病诊断以及后续药物开发提供了宝贵的依据。在真核细胞的微观世界中,核孔复合物(nuclear pore complex, NPC)是其中最庞大、最复杂的分子机器之一,也是在核膜上负责物质双向运输的唯一通道,其功能异常与包括癌症在内的多种疾病的发生联系在一起。NPC的高分辨率结构解析一直被视为结构生物学界的“圣杯”之一。NPC镶嵌于细胞核的双层核膜(nuclear envelope, NE)之上,在从细胞质到细胞核的方向上,主要由胞质丝(cytoplasmic filaments, CF)、CR、IR、腔环(luminal ring, LR)、NR和核篮(nuclear basket, NB)组成。其中,CR、IR和NR构成NPC最稳定的支架部分,是结构生物学领域关注的重点。NPC的结构示意图由于NPC分子具有巨大的尺寸和结构柔性,获得完整NPC支架的高分辨率结构具有极高难度。该团队创新性地利用倾转样品台的办法对包埋在核膜中的完整NPC分子进行研究。通过将NPC支架部分拆分成CR、IR和NR三个环状结构,并在各个环内进一步拆分成各个稳定区域,分别进行颗粒对中和三维重构,团队最终获得了迄今为止分辨率最高的核孔复合物CR亚基的冷冻电镜结构,分辨率达3.7-4.7 Å。同时,该团队还利用重组表达技术和单颗粒冷冻电镜分析手段,将Nup358的N端结构域解析至3.0 Å分辨率。以这些重构结果为基础,该团队最终搭建了迄今为止最完整且最精确的CR结构模型。该模型中CR亚基的主体由两个Y复合物组成,此外还包含五个Nup358、两个Nup205和两个Nup93分子。在Y复合物中,新解析的Nup160的C端片段作为组织中心,在介导三条臂汇集上起着重要作用。而Nup358、Nup205和Nup93在辅助以及稳定CR骨架的组装过程中起着重要的作用。CR亚基的单颗粒冷冻电镜结构施一公团队已深耕NPC结构领域多年。2020年5月至今,该团队先后在Cell Research发表多篇研究论文,报道了非洲爪蟾卵母细胞的 NPC 的腔环(LR)、胞质环(CR)、核质环(NR)、内环(IR)的冷冻电镜结构。他们克服多项技术障碍,从初步确认整体结构再到深入刻画复合物细节,逐步揭开了核孔复合物的神秘面纱。NPC支架的结构模型原文地址:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abl8280
  • 共价标记质谱分析抗体药物高阶结构的细微变化
    单克隆抗体(mAb)是制药行业增长最快的治疗方法之一,mAb的高阶结构(HOS)影响药物与靶标的结合特异性,从而影响治疗效果和副作用。若储存而导致HOS发生变化,例如蛋白质错误折叠和聚集,会导致稳定性降低、功效丧失或可能的免疫原性。因此,监测HOS对保证mAb疗法的有效性和安全性至关重要。X射线晶体学和核磁共振(NMR)光谱可以提供原子级分辨率,但存在费时费样品的缺点;生物物理技术,如差示扫描量热法(DSC)、动态光散射(DLS)、荧光光谱、红外(IR)光谱和圆二色(CD)光谱只能提供低分辨率的整体构象。焦碳酸二乙酯(DEPC)作为亲电子试剂能够修饰溶剂可接近的亲核侧链(Cys、His、Lys、Thr、Tyr、Ser)和蛋白质的N末端,这些残基产生的羧基化产物具有+72.021Da的质量转移,经过蛋白水解消化、液相色谱分离和串联质谱分析后,可以识别和半定量特定的蛋白质修饰位点。将一种条件(例如天然)与另一种条件(例如加热)进行比较时,特定残基处共价标记程度的变化可用于探测蛋白质的HOS变化(图1)。在这篇文章中,作者使用DEPC共价标记联用质谱,以利妥昔单抗作为单抗药物的模型,以期在远低于mAb治疗药物熔点的温度下能够特异性检测细微HOS变化,并通过活性测定进行验证。图1. DEPC 标记与质谱联用分析单抗药物结构的流程在通过共价标记研究热应力(heat stressed)利妥昔单抗之前,作者使用CD光谱、荧光光谱和动态光散射(DLS)来识别加热对蛋白质结构的干扰。发现当在低于其熔点的温度下加热利妥昔单抗4小时时,这三种技术在45°C或55°C时无法检测到显著的结构变化,而在65°C时仅显示出轻微的变化。随后作者团队使用DEPC CL-MS探测利妥昔单抗的细微结构变化。在45°C压力下的利妥昔单抗样品中发现DEPC标记水平的变化较少,大多数变化是由于蛋白质受热去折叠导致的标记增加(图2),且可变区的变化远少于恒定区。超过70%的标记变化发生在Tyr、Ser和Thr残基处,而发生在His和Lys残基处的标记变化始终小于20%。标记变化表明,45°C时的结构变化主要是局部微环境的变化,而非溶剂可及性差异显著的大结构变化,也就是说修饰位点分散在整个蛋白质结构中,而不是集中在蛋白质的某些区域。图2. 45°C 热应力 4 h 后 DEPC修饰程度的变化。饼图表示在利妥昔单抗的每个结构域内标记变化显著的修饰残基比例。红色代表标记增加,而蓝色代表减少。条形图表示共价标记变化程度低 (L)、中 (M) 和高 (H)的残基数量。活性测定能反映一定程度的结构变化对利妥昔单抗活性的影响,从而验证DEPC标记结果。桥接ELISA的结果表明,在预热至45°C后,利妥昔单抗的Fc结合活性没有显著变化(图3a),Fc区域的CDC活性估计在45°C热应激后保持不变(图3b),利妥昔单抗的Fab结合活性估计与对照样品没有差异(图3c)。活性测定结果表明蛋白质在45°C时没有发生显著的结构变化。在Fab和Fc区域中标记变化的残基数量相对较少,主要标记对局部微环境变化更敏感的Tyr、Ser和Thr残基。修饰位点分散在整个蛋白质中,对Fab和Fc区域的构象几乎没有影响,与共价标记质谱联用的测定结果相吻合。图3.使用单抗活性测定验证CL-MS实验揭示的结构变化。Fc区的结构完整性通过(a)测量Fc与捕获抗体结合的利妥昔单抗桥接ELISA和(b)测量补体依赖性细胞毒性的Alamarblue测定来评估。Fab区域的结构完整性通过(c)Raji细胞下拉试验评估,测量Fab与B细胞CD20抗原的结合。55°C加热4h后利妥昔单抗所有结构域的残基修饰程度都发生了显著的变化,尤其是Fab区域的VH和VL结构域。(图4)加热至55°C时,His和Lys残基处发生的标记变化几乎是45°C的两倍,表明蛋白质在这些区域展开;Fab区域标记水平发生显著变化,特别是在VH、VL和CL域。这表明利妥昔单抗的Fab区域存在局部结构变化,据报道这也是IgG1分子中对热应激最敏感的区域。Fc区域中没有观察到类似的发生标记变化的残基聚集,Tyr、Ser和Thr处的大多数标记变化为中度或高度变化,这些结果表明蛋白质拓扑结构可能发生变化。图4. 55°C 热应力 4 h 后 DEPC修饰程度的变化。饼图表示在利妥昔单抗的每个结构域内标记变化显著的修饰残基比例。红色代表标记增加,而蓝色代表减少。条形图表示共价标记变化程度低 (L)、中 (M) 和高 (H)的残基数量。尺寸排阻色谱(SEC)测量表明在65°C加热条件下存在高分子量物质。将DEPC CL-MS方法应用于65°C热应力的利妥昔单抗后,发现所有利妥昔单抗结构域的标记发生显著变化(图5),主要体现为标记的减少,这可能是因为蛋白质聚集。利妥昔单抗的Fab和Fc区均发现标记减少的残基簇,活性测定结果显示Fc结合和CDC活性的降低(图3),说明了Fc区特别是CH3结构域的标记变化,与DEPC标记结果一致。图5. 65°C 热应力 4 h 后 DEPC修饰程度的变化。饼图表示在利妥昔单抗的每个结构域内标记变化显著的修饰残基比例。红色代表标记增加,而蓝色代表减少。条形图表示共价标记变化程度低 (L)、中 (M) 和高 (H)的残基数量。总结DEPC标记技术的结构分辨率和灵敏度足以探测细微的蛋白质构象变化,该技术与质谱联用可在低于Tm的温度下揭示利妥昔单抗中的细微HOS变化,与经典的生物物理技术互补。总体而言,鉴于CL-MS简便、灵敏的特点,该方法将适用其他抗体药物的结构研究。
  • “PWS-400A结构疲劳试验机”顺利通过验收
    2012年3月6日,济南市科技局高晓春处长在汇源宾馆主持召开了科技人员服务企业行动&ldquo PWS-400A结构疲劳试验机&rdquo 项目验收会,济南市经信委、济南市科技局、市中区科技局等相关领导参加了此次验收会。 山东省计量科学研究院院长李万升任专家组组长。专家组听取了项目组的工作报告、技术报告等内容,观看了系统演示照片及视频,审查了相关资料,经过质询和讨论,一致认为济仪公司承担的&ldquo PWS-400A结构疲劳试验机&rdquo 产品技术文件齐全、完整、正确,符合国家、行业有关技术标准,实现代替进口的控制系统,完成了电液伺服结构疲劳试验机的系列化生产,达到验收要求。
  • 从完整肌腱到单纤丝:偏振红外光谱强势助力胶原蛋白的分子取向研究
    在过去的十年里,红外(IR)光谱已被广泛应用于哺乳动物组织中的胶原蛋白研究。对有序胶原蛋白光谱的更好理解将有助于评估受损胶原蛋白和疤痕组织等疾病。因此,利用偏振红外光研究胶原蛋白(I型胶原和II型胶原)的层状结构和径向对称性逐渐成为研究热点。目前,基于焦平面阵列检测器的偏振远场(FF)傅立叶变换红外(FTIR)成像、偏振远场(FF)、光学光热红外(O-PTIR)以及散射型扫描近场光学显微镜(s-SNOM)的纳米红外技术在胶原蛋白领域得到广泛应用。偏振远场(FF)方法可应用于完整肌腱的截面,其纤维平行且垂直于偏振光排列。光学光热IR红外(O-PTIR)和纳米傅立叶变换红外(nano-FTIR)方法则应用于直径为100~500 nm的原纤维,在生物聚合物上共同实现互相印证和互补的结果。 通常,I型胶原蛋白在偏振红外光下反应不同。采用基于焦平面阵列(FPA)检测的远场傅里叶变换IR(FF-FTIR)对其进行成像时,受制于蛋白质酰胺I和II的红外特征峰吸收带的波长(~7 μm)的分辨率限,难以获取高质量的成像结果。而采用散射型扫描近场光学显微镜(s-SNOM)方法的纳米FTIR(nano-FTIR)光谱技术,可以获得空间分辨率约为20nm的红外光谱,解决了受限于IR辐射波长的限制(通常5-10 μm)。此外,采用光学光热红外技术(O-PTIR)成像和光谱学的方法,也可以摆脱红外波长的限制,实现亚微米(500nm)的空间分辨率,为完整组织和原纤维胶原蛋白的研究打开了一个新窗口。 近期,在Kathleen M. Gough等人的研究中[1],作者采用基于光学光热红外(O-PTIR)技术的PSC非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统 mIRage对样品~500 nm单点区域收集振动光谱,如图1所示。该光学光热红外(O-PTIR)技术的工作原理是光热检测,其中红外量子联激光器(QCL)激发样品在1800–800 cm-1光谱范围内的分子振动。产生的光热效应通过短波长探测激光器检测。图2A-B中的光谱表明,固有的激光偏振所获得的高对比度所产生的光谱与使用FTIR焦平面阵列和偏振器组合进行的光谱测试近乎一致。并且对于安装在玻璃显微镜的不同载玻片,样品均获得了具有良好SNR的高质量光谱。图1. 完整肌腱的光学光热IR(O-PTIR)光谱,?500 nm测量点。(A)利用线性偏振量子联激光器(QCL)从CaF2窗口在平行和垂直两个不同方向上获得光谱。插入的可视图像显示了6个采谱位置;比例尺= 70 μm。(B)对比从CaF2(部)和玻璃(底部)载玻片在线性偏振QCL的平行和垂直方向上获得的光谱。 光学光热红外(O-PTIR)技术可以通过在载物台上轻易地旋转样品来测试平行和垂直于红外激光偏振方向的光谱。并利用光学光热红外(O-PTIR)技术在几个单一频率下对原纤维成像,以获得表观物理宽度的确定性估计。如图2右侧所示,在垂直方向上, 1655 cm-1处记录的单波长图像的红黄带表明该原纤维的宽度不超过500 nm。该尺寸将目标物标定为真正的原纤维,并且可与红外s-SNOM实验中检测到的300 nm原纤维相当。光学光热红外(O-PTIR)技术与nano-FTIR的测试结果相互印证,反映了“原纤维”宽度的标准范围。此外作者观察到,来自原纤维的酰胺I和II谱带比完整肌腱的窄,并且相对强度和谱带形状都发生了变化。这些光谱反映出在偏振红外光下正常I型胶原纤维的更多有用信息,并可作为研究胶原组织的基准。图2. 从CaF2窗口利用O-PTIR测试控制肌腱原纤维获得的光谱。用平行于激光偏振的原纤维获得的光谱(红色);蓝色是垂直方向上的光谱。右侧是在垂直方向基于1655 cm-1的单波长图像。正方形表示光谱采集位置。比例尺= 1 μm。 与基于焦平面阵列检测器的偏振远场傅立叶变换红外(FF-FTIR)光谱相比,光学光热红外(O-PTIR)具有更高的空间分辨率,且可提供单波长光谱。使用FF-FTIR FPA探测往往包括其他非胶原材料。同时,光学光热红外(O-PTIR)还可以提供偏振平行于原纤维取向的原纤维光谱。这也是光学光热红外(O-PTIR)和纳米FTIR光谱对直径为100~500 nm的胶原原纤维给出证实性和互补性结果的次证明。综上所述,这些结果为进一步研究生物样品中的胶原蛋白提供了广阔的基础。 参考文献:[1]. Gorkem Bakir, Benoit E. Girouard, Richard Wiens, Stefan Mastel, Eoghan Dillon, Mustafa Kansiz, Kathleen M. Gough, Molecules 2020, 25, 4295 doi:10.3390/molecules25184295.
  • PerkinElmer发布云端数据分析管理平台Signals——支持精准医学完整工作流
    2015年10月28日,专注于人类健康和环境健康的全球领先供应商,珀金埃尔默公司今日宣布发布一款基于云的科学数据分析管理平台 SignalsTM,应用于医药领域的数据汇总分析。这个新产品集成了多方面的实验和临床研究数据,支持从数据采集到生物标志物发现一系列完整的精准医学分析流程。珀金埃尔默与多家顶尖医药企业合作开发的科学数据分析管理平台Signals?TM?, 旨在帮助研究人员更轻松地整合来自公司内部的及公共数据库,比如GEO 及 tranSMART中的实验和临床数据。现在,越来越多的制药公司开始从事精准医学的研究工作,珀金埃尔默的Signals? 也将支持更广泛的合作,提高科学家为患者开发药物的速度和效率。“珀金埃尔默的 SignalsTM 为新药研发提供了一个新的平台。”奥尔巴尼分子研究公司(AMRI)高级副总裁Christopher Conway说。我们已将这一平台整合到AMRI关键部门,位于纽约布法罗新药研发中心的高通量筛选平台,Signals? 科学数据分析管理平台将显着提高我们在多个数据来源迅速获取、管理、整合并分析大型复杂数据的能力,使我们能更好更快的进行药物研发工作。”珀金埃尔默的科学数据分析转化平台SignalsTM 的数据获取界面十分简洁,并拥有一个专门用于生物标志物识别和管理的研究数据模型。它简化了药企与他们在学术领域,生物技术领域及其它商业合作伙伴间的数据共享方式。“在过去,新药研发的研究人员无法直观地利用研究数据,这使得识别和描述生物标志物成为一件极具挑战性的工作。”珀金埃尔默信息部总裁 Karen Madden说。 “这个全新的分析管理能够加强研发和临床数据之间的紧密联系,确保患者与药物之间的最佳配对,从而保证促进人类健康”珀金埃尔默科学数据分析转化平台SignalsTM 提供了软件即服务(SaaS)模式,降低了药企IT部门的运营成本并为其提供了强大的灵活性和可扩展性。它与 TIBCO Spotfire 可视化分析平台无缝集成,使转化医学科学家更容易进行调用、整合并可视化分析数据。此外,研究人员还可以:存储结构化及非结构化数据,包括生物信息输出文件及科学家的分析工作流。轻松查询、提取、识别和存储样本实体信息,这些都是转化医学分析所需要的信息。对存储数据进行归一化或者其它一系列的数据预处理。更多信息请访问:www.perkinelmer.com/signals
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